Новый материал PORO-LAY для 3D-печати пористых и эластичных деталей

 Немецкий инженер Кай Парти представил свой филамент Laywoo-D3 более года назад. "Я буду долго помнить этот год моей жизни" – говорит Кай. "Было совсем не просто отвечать на запросы, приходящие со всего мира и, вместе с тем, увеличивать объемы производства, чтобы удовлетворить растущий спрос на наши материалы". В прошлом году Кай также разработал материалы Bendlay и Laybrick, в состав которых входят наполнители. Но он не удовлетворился достигнутым и пошел дальше.

 В новых планах Кая выпуск линейки из четырех пре-структурированных 3D-печатных материалов:

• FDM-филаменты (новая линия PORO-Lay, филамент два -в-одном)

• Полимеры, застывающие на свету

• Порошки для спекания

• Другие материалы на основе подобной технологии

 Прототипы первой разработанной линии материалов, о которых Кай рассказал в ходе своей презентации, называются PORO-Layфиламенты. В отличие от предыдущих материалов с наполнителями, 3D-объекты, выполненные из PORO-Lay«наполнены» пустотами, а если точнее – порами. Материалы PORO-Lay подходят для использования на всех стандартных 3D-принтерах.

 Но в чем же фокус? Как можно добиться эффекта пены или волокон при печати 3D-объектов? Кай объясняет это так:

• Сначала вы печатаете свой объект жестким филаментом PORO-Lay. И для этого вам не нужно ничего лишнего, в том числе, вам не понадобится даже второй экструдер. Просто распечатайте модель, как обычно.

• Далее вам нужно лишь вымыть растворимый компонент полимера, который равномерно диспергирован внутри филамента. Сделать это можно при помощи самой обыкновенной воды, путем активного полоскания объекта в жидкости.

• После высыхания ваш объект станет пористым. Технический термин этого процесса - "экстракция растворением".

Большая буква X  - это стандартный объект для подобных испытаний. До полоскания.

Слева: 3D-печатная буква X еще жесткая, до промывки. Справа: После промывки в воде 3D-печатная X приобрела свойства мягкой резины (эластичность) за счет микропор.

Далее Кай подробней описал процедуру промывки:

• Положите распечатанный 3D-объект в воду и добавьте несколько капель мыла. Выдержите объект в воде в течение от 1 до 4 дней (в зависимости от типа филамента PORO-Lay (1, 2 , 3, 4 )). Вода- лучшая растворяющая среда для этого процесса.

• Время от времени следует активно прополаскивать объект и менять воду, поскольку она будет становиться молочной из-за растворенного в ней компонента.

• Проводите процедуру промывки очень аккуратно и тщательно, пока растворимый компонент полностью не выйдет из пористой структуры объекта.

• Высушите объект.

 На фотографиях ниже, полученных при помощи электронного микроскопа, видны структуры внутри филамента до печати и после печати и промывки.

Lay-Tekkks: у этого материала тонкая, волокнистая поверхность.

Lay-Tekkks: волокна при небольшом увеличении

Lay-Tekkks: 24-кратное увеличение

Lay-Tekkks: 200-кратное увеличение, на электронном микроскопе. Видны плотно прилегающие друг к другу продольные волокна.

Потенциально пористая структура, уже отпечатанная, но еще не промытая, 100-кратное увеличение

50-кратное увеличение, материал промыт в воде, отчетливо видна пористая структура.

Четко видимая пористая структура, 200-кратное увеличение

 Дополнительно об этих материалах рассказывается в следующем видео:

 Но какие ингредиенты входят в материалыPORO-Lay? Кай рассказал нам, что чаще всего они использовали смесь двух основных компонентов, A + B, для создания новых филаментов. А – это функциональный компонент, например Эластомер, в то время, как компонент B представляет собой растворимое вещество (например, ПВА , сахар, соль или растворимые смолы). "В природе, в камнях, часто встречаются похожие смеси двух или более (минеральных) компонентов, например, в граните или мраморе." – утверждает Кай .

 Затем А и В смешивают, гранулируют и формируют нити толщиной 3,0 мм или 1,7 мм.

"Я могу выбирать из дюжины различных полимеров для компонентов А и В." - говорит Кай. Полученные материалы будут обладать различными свойствами и будут иметь разные назначения.

Линия Poro-lay включает в себя четыре следующих материала:

1 . Lay- Felt - содержит жесткие или мягкие волокна, он может быть использован для изготовления 3D-мембран, фильтров, полупроницаемых материалов, тканей будущего и искусственной бумаги.

2 . Lay- Tekkks, так же как и Lay- Felt обладает волокнистой структурой, но у Lay- Tekkksо на более тонкая и волокнистая. Lay- Tekks может использоваться для изготовления ориентированного волокна, составного волокна, одежды и тканей.

3 . Lay-Fomm– пористый материал, на ощупь напоминает очень мягкую резину. Он может использоваться для создания микро-вспененного материала, губки и био-клеток.

4 . Gel-Lay – это очень пористый материал и распечатанные объекты очень мягкие. Применение: для подводных объектов, для симуляции движения морских организмов, в био-механике.

В данное время пре-структурированные 3D-печатные материалы проходят процесс патентования. Кай так же ищет партнеров. Он планирует начать продажу линии PORO-Lay в первом или втором квартале 2014 года.

Статья подготовлена эксклюзивно для 3Dtoday.ru