Китайские ученые разрабатывают метод металлической 4D-печати с помощью лазера

4D-печать представляет собой разновидность 3D-печати, когда детали и объекты создаются из материалов, которые могут менять свою форму или свойства с течением времени или в ответ на определенное воздействие (влажность, тепло, свет, электромагнитное поле). До сих пор для 4D-печати использовались только полимеры и специальные сплавы с памятью формы, которые деформируются при охлаждении, но возвращаются к своей первоначальной форме при нагревании.

4D-печать металлических формоизменяющихся систем может применяться во многих областях, включая аэрокосмическую промышленность, умное производство, военное и морское оборудование и биомедицинская продукция. Список существующих материалов для металлической 4D-печати все еще очень ограничен, за исключением сплавов с памятью формы.

Цель китайских исследователей из Цзилиньского университета заключалась в разработке метода 4D-печати для наделения металлических материалов без памяти формы новыми свойствами, связанными с возможностями изменения формы готовых изделий.

В рамках своей работы они использовали процесс синтеза на подложке с помощью лазера (LPBF), при котором происходит расплавление и затвердевание металлического порошка слой за слоем. В качестве примеров деталей, способных менять свою форму после печати, они создавали плоские образцы из порошка нержавеющей стали 316L.

Определенные участки этих образцов были подвергнуты воздействию специально запрограммированной последовательности лазерных импульсов, что приводило к появлению контролируемых лазерно-индуцированных тепловых напряжений и формированию трехмерной детали.

С информацией об исследовании, опубликованном в журнале Advanced Science, можно ознакомиться по ссылке.

Видео изменения формы деталей размещены в приложеннии ссылке.