3D-печать эпоксидными композитами позволяет имитировать свойства материала из пробкового дерева
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.
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?
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».
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
Еще больше интересных статей
Домашнее производство прутка или Экономика должна быть экономной
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
3D-печать и высокая мода – эксклюзивное интервью с российским кутюрье
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
20 примеров применения 3D-печати
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Комментарии и вопросы
А гадить - делать угодное, люб...
В овощесушилке сушу часа 4 на....
Здравствуйте, хочу приобрести....
Посоветуйте хотенд с гладким т...
Здравствуйте, столкнулся с про...
Всем привет! Прошу, не кидайте...
Собственно и вопрос: Как в Ком...