3D-печать эпоксидными композитами позволяет имитировать свойства материала из пробкового дерева

28 Июня 2014
7495
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 >>>

В настоящее время уже широко используются для 3D-печати такие материалы, как термопластик и УФ-отверждаемые полимеры, но теперь ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук объединились с Институтом биоинженерии Висса для создания термореактивного полимера для 3D-печати на эпоксидной основе. Эти эпоксидные композиты позволяют производить печать материалами, которые используются в качестве структурных компонентов для легких сооружений. Эти новые 3D-материалы состоят из эпоксидных смол, в сочетании с частичками наноглины для повышения вязкости и соединением диметил метилфосфоната. К этой смеси добавляются два наполнителя, карбин кремния и углеродные волокна.

Направленность этих наполнителей в материале определяет универсальность и прочность печатного материала. Эта смесь представляет собой такой композит, чью прочность и жесткость можно регулировать, и который примерно на 200% прочнее, чем самые лучшие печатные полимерные композиты в настоящее время. Описание исследования было опубликовано в статье «3D-печать легких целлюлярных композитов» в одном из выпусков журнала Advanced Materials, в соавторстве Бретта Комптона и Дженнифера Льюиса.

3D-печать эпоксидными композитами целлюлярных структур. На правом снимке видно, как волокна выравниваются при прохождении через сопло экструдера.
3D-печать эпоксидными композитами целлюлярных структур. На правом снимке видно, как волокна выравниваются при прохождении через сопло экструдера.

Лорна Гибсон, профессор материаловедения и машиностроения в Массачусетском Технологическом Институте объяснила значимость этого исследования:

«Этот документ впервые демонстрирует 3D-печать целлюлярных конструкций с укрепленными волокном стенками ячеек. Особое значение имеет то, что волокна можно выравнивать, посредством контроля соотношения таких параметров, как длина волокна относительно его диаметра и диаметр сопла. Это знаменует собой важный шаг вперед в разработке строительных материалов, которые имитируют дерево».

Почему же так важно имитировать древесину подобным образом? В конце концов, у нас ведь есть древесина, так?

3D-печатные сотовые структуры, выполненные из базового эпоксидного материала, содержащего около 1 объемного процента углеродных волокон.Основной потенциал для использования этого материала – это создание структурных сот, которые будут служить заполнителем внутри лопастей ветровых турбин. В настоящее время, эти лопасти заполнены изнутри сжатыми строительными материалами, одним из которых является пробковая древесина. Не смотря на то, что бальза (пробковое дерево) считается быстро-растущим деревом и относится к быстро возобновляемым ресурсам, его древесина имеет небольшие вариации, из-за которых бывает довольно сложно подобрать именно то, которое полностью соответствует требованиям установленным для такой продукции. Кроме того, древесина бальзы - относительно дорогой материал, и поскольку длина лопастей, используемых в подобных ветротурбинах увеличивается, некоторые из которых уже сегодня составляют около 250 футов в длину, стоимость и потребность в точности также возрастает. Используя этот материал и технологию 3D-печати, исследователи смогли создать целлюлярные композитные материалы, которые по своим свойствам превосходят древесину бальзы.

Но этот материал может применяться не только в ветровых турбинах, поскольку требования к топливной экономичности двигателя в автомобильной промышленности становятся все строже, прочный и легкий материал, такой, как этот, может стать именно тем, что поможет дизайнерам создавать все более совершенные автомобили, соответствующие этим стандартам.

Комптон так видит будущее применение этого эпоксидного композита:

«Поскольку нам удалось достичь дополнительных уровней управления в выравнивании наполнителей и узнать, как лучше интегрировать эти направленные волокна в дизайн компонентов, мы можем далее оптимизировать дизайн компонентов с целью повышения эффективности материалов. В конце концов, мы сможем использовать технологию 3D-печати для изменения степени выравнивания волокон и местной композиции на лету».

Различные целлюлярные структуры, выполненные при помощи 3D-печати из эпоксидных композитов с углеродными волокнами
Различные целлюлярные структуры, выполненные при помощи 3D-печати из эпоксидных композитов с углеродными волокнами

В планы будущих исследований этой команды входит изучение термореактивных полимеров, включающие в себя точно выровненые и смешанные наполнители, в качестве потенциальных материалов, обладающих исключительными структурными и проводящими свойствами.

В какие сферах еще можно было бы использовать этот материал? Делитесь своим мнением в комментариях к этой статье.

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.
28 Июня 2014
7495
0

Написать комментарий

Последние распечатанные 3D модели

felixex
Распечатано на: Ender 3
amforma
Распечатано на: Anycubic Photon

Новые 3D-модели

Бокс сборный для БУ 18650
westin
Бокс сборный для БУ 18650
Короб для автоматической кормушки красноухой черепахи
greb
Короб для автоматической кормушк...Короб для автоматической кормушки красноухой черепахи
Забавный раздатчик зубочисток "Тяжелоатлет"
shusy
Забавный раздатчик зубочисток &q...Забавный раздатчик зубочисток "Тяжелоатлет"
Держатели подсветки для Anet A8
fox553
Держатели подсветки для Anet A8