Ученые Сколтеха запатентовали коаксиальный композиционный филамент

Группа исследователей Сколтеха, образовавшая стартап Novaprint 3D, получила патент на прочное структурное композитное волокно для 3D-печати по технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM) — наиболее популярной из применяемых сегодня технологий аддитивного производства. Новое изобретение позволит получать более прочные детали при помощи обычных настольных 3D-принтеров.

Научные сотрудники Сколтеха Евгений Шульга, Андрей Старков, Алексей Захаров и руководитель лаборатории наноматериалов профессор Альберт Насибулин разработали волокно, состоящее из двух или более концентрических слоев термопластичных полимеров. Композитный сердечник армирован короткими волокнами, а внешняя оболочка использует графеновый наполнитель. Такая структура сочетает в себе различные преимущества композитных материалов: материал сердечника улучшает механические свойства материала, делая его более прочным и менее подверженным термоусадке, а оболочка значительно снижает абразивность коротких волокон и повышает износостойкость, жесткость и ударную прочность 3D-печатных изделий.

Новое изобретение может помочь в решении проблем, наиболее часто встречающихся при изготовлении волокна для 3D-печати, а именно низких механических свойств, либо непомерно высокой стоимости волокна для потребителя. Предлагаемая технология позволяет вместо углеродного волокна использовать экономичное стекловолокно с более высокой абразивностью. Учитывая что графен и его производные используются только во внешней оболочке волокна и составляют лишь малую долю от общей массы изделия, суммарную стоимость волокна можно поддерживать на доступном для потребителя уровне.

Технология изготовления коаксиального волокна может использоваться в различных термопластичных полимерах, в том числе высокотемпературных, например PEEK. Кроме того, используя другие типы добавок можно улучшить жесткость, ударопрочность, защиту от влаги, антистатические свойства, биосовместимость и другие важные характеристики материала.

«На реализацию проекта по разработке волокна для производства дорогостоящих изделий по цене дешевых полимеров мы получили финансирование в рамках программы трансляционных исследований и инноваций Сколтеха (STRIP). Нами создан стартап Novaprint 3D, который занимается коммерциализацией научных результатов, полученных на этапе выполнения проекта при финансовой поддержке STRIP», — рассказывает Евгений Шульга.

«Этот материал подходит в первую очередь для 3D-печати деталей оснастки и крепежа, а также функциональных прототипов и деталей готовых изделий для производства автомобилей, мотоциклов и велосипедов, экзоскелетов, ортезов и протезов, робототехники и так далее», — добавляет профессор Насибулин.

Пресс-релиз

Блог одного из разработчиков на 3Dtoday

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