|
Ученые буквально выращивают металл
|
|
|
|
Хотя 3D-печать произвела революцию в том, как мы производим вещи, на самом деле это общий термин для многих различных методов производства нового поколения. Например, большинство из нас знают какого-нибудь мастера, работающего в гараже, который, по крайней мере, пробовал себя в моделировании методом наплавки (FDM), где экструдированный материал — обычно это разновидность пластика в большинстве домашних установок - может использоваться для создания любых объектов слой за слоем. Но существует также группа методов, известных под общим названием аддитивное производство (AM), которая включает в себя такие технологии, как наплавка порошкового слоя, ламинирование листов и прямое энергетическое осаждение.
|
|
|
|
Но, пожалуй, самая интригующая технология AM - это идея под названием “фотополимеризация в ванне”, или VP. В этом процессе обычно используется светореактивная смола, которая затвердевает при обработке лазером или ультрафиолетовым излучением. Хотя фотополимеризация в ваннах не так проста, как FDM, она позволяет создавать более сложные структуры, которые могут быть жизненно важны для таких сложных компонентов, как катализаторы в электрических батареях и технологиях хранения данных.
|
|
|
|
Однако для этих компонентов обычно требуются металлические материалы, использование которых является слабым местом VP. VP имеет тенденцию создавать пористые структуры, склонные к усадке, что, в свою очередь, деформирует материал и влияет на его общую прочность. Но теперь ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии освоили метод, позволяющий преодолеть этот врожденный недостаток, и, по сути, “вырастили” металл, который в 20 раз прочнее, чем более традиционные методы 3D-печати. Результаты этой работы были опубликованы в виде исследования в журнале Advanced Materials.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы добиться этого впечатляющего результата, ученые сначала напечатали на 3D-принтере решетку из гидрогеля. Затем они пропитали эту структуру солями металлов, и крошечные металлосодержащие наночастицы распределились по всей структуре. Затем исследовательская группа повторила этот процесс от пяти до десяти раз, создавая структуру с высоким содержанием металла. Наконец, они удалили гидрогель с помощью нагревания, оставив после себя плотную и (что наиболее важно) прочную металлическую структуру. По оценкам авторов, этот новый вид фотополимеризации в ванне может как повысить прочность, так и значительно снизить усадку.
|
|
|
|
“Наша работа не только позволяет изготавливать высококачественные металлы и керамику с помощью доступного и недорогого процесса 3D-печати; она также выдвигает на первый план новую парадигму в аддитивном производстве, где выбор материала происходит после 3D-печати, а не до нее”, - сказал Дэрил Йи, старший автор исследования. заявление для прессы.
|
|
|
|
Теперь остается только одно препятствие — время. Поскольку этот процесс требует нескольких этапов “вливания”, создание таких “выращенных” металлических конструкций занимает больше времени, чем другие, более традиционные методы, что затрудняет их продажу потенциальным производителям. “Мы уже работаем над сокращением общего времени обработки с помощью робота для автоматизации этих этапов”, - сказал Йи в заявлении для прессы.
|
|
|
|
Источник
|
