Российские химики исследовали новый способ производства порошков для SLS 3D-печати

Ученые Института химии растворов имени Г. А. Крестова (ИХР) и Института нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН предложили новый метод получения мелкодисперсных полиамидных порошков для 3D-печати методом селективного лазерного спекания (SLS).

Зарубежные технологии производства порошка из полиамида-12 основаны на приготовлении раствора полимера в этаноле при давлении около десяти атмосфер с использованием сложного оборудования. Преимущество нового способа состоит в использовании специально подобранного растворителя, благодаря которому процесс может быть реализован при атмосферном давлении и, следовательно, не требует дорогостоящего, работающего при высоком давлении оборудования. Подобранный растворитель нетоксичен, экологически безопасен, производится в России и имеет невысокую стоимость, сообщает Министерство науки и высшего образования РФ.

«На мой взгляд, данная разработка представляет классический пример, демонстрирующий переход от фундаментальных исследований в области термодинамики полимерных систем к решению конкретной материаловедческой прикладной задачи — созданию физико-химических основ отсутствующей в России технологии получения порошка из полиамида-12 для селективного лазерного спекания», — прокомментировал главный научный сотрудник лаборатории физической химии гетерогенных систем полимер-жидкость ИХР РАН, доктор химических наук Константин Почивалов.

Новый способ получения полимерных порошков возможен благодаря новым фундаментальным представлениям о фазовом равновесии и структурообразовании в смесях частично кристаллических полимеров с различными жидкими растворителями. Ученые продемонстрировали, что охлаждение малоконцентрированного раствора частично кристаллического полимера с подобранным растворителем сопровождается кристаллизацией полимера из однородной смеси с образованием сферолитов — шарообразных частиц размером от тысячных долей до нескольких миллиметров, в которых чередуются области порядка и беспорядка в расположении макромолекул.

Далее из аморфных областей полимера выделяется растворитель, а внутри сферолитов формируются мелкие поры. Размерами и формой частиц порошка можно управлять за счет перемешивания исходного раствора на стадии охлаждения, измельчения получаемого порошка в жидкости, а также за счет изменения концентрации полимера в исходном растворе и скорости охлаждения.

При помощи сотрудников федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН проведена апробация полученного порошка в 3D-печати. Исследование распределения частиц по размерам, сыпучести, насыпной плотности и других свойств полученного по новой технологии порошка показало, что эти характеристики соответствуют зарубежным аналогам.

Для того чтобы в дальнейшем масштабировать новый способ и создать промышленную технологию получения полиамидных порошков для 3D-печати, потребуется до года совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с инженерами и технологами заинтересованных предприятий. Результаты исследования опубликованы в журнале Powder Technology.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru