Новый способ 3D-печати позволяет управлять расположением волокон в полимерах

Метод назвали «ротационной 3D-печатью» – по словам команды, именно такой подход может позволить создавать максимально прочные детали из композитных материалов с эпоксидной смолой. Ученые обнаружили, что ключевым фактором является размещение волокон – их ориентацией можно управлять с помощью нового метода.

Основа «ротационной 3D-печати» – точная калибровка скорости и вращения экструдера в процессе 3D-печати, что позволяет запрограммировать расположение волокон в полимере. Система с вращающейся печатной головкой оборудована шаговым мотором, который изменяет угловую скорость экструдера в ходе подачи материала на печатную поверхность и последующие слои. Такой процесс позволяет добиться «оптимального или почти оптимального» расположения волокон на каждом участке напечатанной на 3D-принтере детали – соответственно, получить более прочный элемент с использованием меньшего количества материала. Кроме того, ученые убеждены, что прямой контроль подачи материала при 3D-печати эффективнее, чем размещение волокон с помощью магнитных или электронных полей.

Исследователи отмечают, что новый способ 3D-печати не привязан к конкретному методу подачи материала. Таким образом, уже существующие технологии, такие как FDM, прямая подача материала и даже крупномасштабная промышленная печать из термопластика, можно изменить для создания более прочных деталей. Более того, пользователи смогут программировать материалы в зависимости от конкретных целей – например, увеличить прочность на отдельных участках детали.