Прочнее и легче: новые материалы для 3D-печати, вдохновленные костной тканью

6 Февраля 2014
4097
0

Друзья, небольшое вступление!
Перед прочтением новости, позвольте пригласить вас в крупнейшее сообщество владельцев 3D-принтеров. Да, да, оно уже существует, на страницах нашего проекта!
Подробнее >>>

 Команда исследователей из Технологического института Карлсрухэ под руководством Йенса Бауэра использует лазерную литографию для производства легких, но прочных материалов. Источником вдохновения разработчиков стала структура человеческой костной ткани. Новый материал для трехмерной печати обладает высокой удельной прочностью при более низкой плотности, чем у воды.

 Новые материалы в буквальном смысле влияют на облик нашего мира. Одной из целей материаловедов является создание материалов повышенной прочности при пониженной плотности. Прочность и плотность, как правило, находятся в прямой зависимости друг от друга – чем прочнее объект, тем он плотнее и тяжелее.

 Фактически, все доступные материалы можно разместить на шкале, начиная с легких, хрупких материалов вроде пены, и заканчивая тяжелыми, прочными материалами – такими как металлы и керамика.

light-3d-printed-material-strong-1

 Каждая горизонтальная линия шкалы означает десятикратный прирост прочности (по вертикали) или плотности (по горизонтали). Показатель плотности воды расположен в середине графика – 1000кг/м³. Ни один из существующих материалов, за исключением пористых, не отличается меньшим весом, чем вода. Как показывает график, легче лишь сотовые материалы, пены, древесина и некоторые виды пластика, обладающие плотностью ниже 1000кг/м³.

 Натуральные продукты, такие как костная ткань, вдохновляют материаловедов на разработку аналогов, несмотря на то, что полноценная имитация микроструктур подобных материалов до сих пор была невозможна – пока не появилась 3D-печать.

 Наработки в применении лазеров и технологии трехмерной печати обеспечили материаловедов вроде Бауэра и его команды новыми инструментами для реализации концептуальных материальных дизайнов. Специальные лазеры, разработанные Nanoscribe, компанией с корнями в KIT, позволяют команде Бауэра использовать технологию трехмерной лазерной литографии, применяющую лазерные пучки и специальные линзы для создания структур из фоточувствительных полимеров.

 Полимер затем покрывается алюминиевым соединением для получения повторяющихся структур с низкой удельной плотностью, напоминающих костную ткань.

light-3d-printed-material-strong-2

 Команда под руководством Бауэра провела стресс-тесты для определения материала с наилучшим соотношением прочности и веса.

Самый прочный из найденных вариантов обладает внутренней структурой, напоминающей соты, и покрывается слоем алюминия толщиной в 50нм. Материал способен выдерживать давление до 280МПа – самый высокий показатель среди искусственных материалов легче воды.

Система Nanoscribe создает объекты размером в десятки микрон. По мере развития лазерных, 3D-печатных и материальных технологий, возникают новые возможности по практическому применению новых легких, сверхпрочных материалов.

Ознакомиться с докладом Бауэра, предоставленным Национальной академии наук, можно здесь.

Статья подготовлена для 3dtoday.ru

Данная новость перенесена в архив новостей.

Следите за развитием технологии в блогах пользователей 3D-принтеров.
Самые интересные новости индустрии 3D-печати теперь расположены в новостных блогах.
6 Февраля 2014
4097
0

Написать комментарий

Последние распечатанные 3D модели

multispectr
Распечатано на: Flyingbear P902
eta4ever
Распечатано на: Малыш
Demmes
Распечатано на: Anet A8
multispectr
Распечатано на: Flyingbear P902

Новые 3D-модели

Втулка шнека мясорубки
SoftAce
Втулка шнека мясорубки
Фен из паяльника
vblysh
Фен из паяльника
Штуцер переходник Д36 мм
bj.inc
Штуцер переходник Д36 мм
Крепление для цанг ЧПУ станка
bj.inc
Крепление для цанг ЧПУ станка