МОСКВА, 21 июл — РИА Новости. Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета создали новые полимеры для 3D-печати деталей, используемых в космосе, медицине и машиностроении. Материалы позволяют получать прочные изделия нужной формы, которые не деформируются в процессе послойной печати. Результаты представлены в журнале Polymers.
Почему из полимера трудно печатать детали?
Полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) — это полимер, из которого производят ручки медицинских инструментов, изоляцию для электроники, элементы обшивки в самолетах и спутниках, а также зубные протезы и черепные имплантаты. Он устойчив в экстремальных условиях и биосовместим.
"Большинство существующих марок ПЭЭК первоначально разрабатывались для литья под давлением и экструзии. Но при послойной 3D-печати из него не выйдет получить качественную деталь: из-за быстрого затвердевания и кристаллизации происходит усадка и коробление, а также ухудшается сцепление между слоями", — рассказал один из авторов работы, директор Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ Азамат Жанситов.
Что предложили ученые?
Для улучшения качества напечатанных изделий исследователи предложили новые полимеры на основе ПЭЭК с добавлением другого вещества — 4,4′-дихлордифенилсульфона. Это соединение замедлило процесс застывания ПЭЭК и образование кристаллов, из-за которых изделие могло деформироваться.
"Представьте, что собираете дорожную сумку и пытаетесь компактно уложить все вещи: если бы все предметы одежды, обуви и гигиены были одного размера, процесс был бы легким и быстрым. Но когда надо расположить и пару кроссовок, и ноутбук, и солнечные очки, сборы затягиваются. Так же и с ПЭЭК — мы внедрили в цепи полимеров жесткие фрагменты другого размера, поэтому системе стало "сложнее" кристаллизоваться, и напечатанный слой получил больше времени на схватывание со следующим",— объяснил Жанситов.
Какие перспективы у разработки?
Новые сополимеры могут снизить требования к поддержанию узкого температурного режима при печати, повысить геометрическую точность деталей и уменьшить количество брака. Пока результаты получены на лабораторном уровне. В будущем ученые планируют перейти от лабораторных образцов к специализированным маркам материала, рассчитанным на конкретные аддитивные технологии и условия эксплуатации.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. (проект № 25-23-20234).