CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск Магазин Регистрация


Разработан полимер для 3D-печати на основе каптона




Полиимид, обычно используемый для изоляции космических кораблей и спутников, впервые был успешно применен в 3D печати. Это важный прорыв, который позволит расширить область применения технологии 3D-печати в проектах космических исследований, а также в электронике и аэрокосмической промышленности, где материал также зачастую используется. Исследователи из Политехнического университета Виргинии (Virginia Tech) смогли синтезировать молекулы, необходимые для 3D-печати полиимидного материала, который известен среди 3D-печатников в качестве адгезивного покрытия для рабочих столиков – каптоновой ленты.

На процесс синтезирования макромолекул, чтобы сделать их достаточно стабильными, и они могли поддерживать свои тепловые свойства во время процесса 3D-печати, потребовал от исследователей из Инженерного колледжа Вирджинии и Колледжа наук около года. Успех проекта означает, что теоретически безграничное разнообразие деталей определенной формы и компонентов теперь может быть изготовлено из каптона, который ранее был возможен только в виде больших тонких листов.

Разработан полимер для 3D-печати на основе каптона

Трудность изготовления деталей из каптона связана с его молекулярной структурой. Это полимер, состоящий из атомов углерода и водорода в бензольных кольцах, что придает ему исключительную термическую и химическую стабильность, а также означает, что сложные конструкции практически невозможно изготовить.

3D-печать каптоном не просто расширяет возможности для отраслей, которые уже используют его, но также и для технологии 3D-печати. Как правило, 3D-печатные полимеры начинают терять свою механическую прочность примерно на 150°С. По данным исследовательской группы, каптон может сохранять свои свойства до 550°С. Кроме того, каптон столь же прочен, как и его тонкопленочный аналог, и потенциально может быть использован для 3D-печати изделий любой формы или размера.

Разработан полимер для 3D-печати на основе каптона

«Мы научились печатать самым теплостойким полимером, чья температура тепловой деформации превышает показатели всех существующих аналогов примерно на 140°С. Кроме того, наш материал для 3D-печати демонстрирует прочностные характеристики на одном уровне с промышленной каптоновой пленкой», – сказал Кристофер Уильямс, доцент кафедры машиностроения в инженерном колледже и руководитель лаборатории проектирования, исследований и образования для аддитивных производственных систем (DREAMS).

Проект представляет собой совместные усилия Уильямса с Тимоти Лонгом, профессора кафедры химии и директора Инновационного института макромолекул (MII), а также докторанта-исследователя Марути Хедде, теперь научный сотрудник Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле. Также к проекту были привлечены докторанты инженерного колледжа Вишванат Минакшисундарам из Бангалора, Индия и Николас Чартрэйн из Вестфилда, Нью-Джерси.

Разработан полимер для 3D-печати на основе каптона

Разработчики подали патент на свой материал, после года тестирования в разных режимах и с разными настройками печати, и несколько крупных компаний уже выразили свою заинтересованность данным материалом.

«Мы можем представить, что каптон используется для печати структурных элементов спутников, изготовления высокотемпературных фильтров или сопел», - сказал Уильямс. «Мы можем представить, что 3D-печать каптоном позволит совершенствовать дизайн за счет новых геометрических возможностей, для дальнейшего улучшения существующих конструкций – делать более легкие спутники, фильтры с оптимизированными проточными характеристиками, сопла со специальной геометрией, улучшающей скорость и эффективность подачи материала».

Доклад исследовательской команды опубликован по этой ссылке.


Вы можете стать первым