Ученые Пермского Политеха определили влияние термообработки на печатные изделия из ПЭЭК для биомедицинского применения

Работа была выполнена в научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств», созданной в рамках программы мегагрантов. Научная статья опубликована в журнале «Polymers» (№14, 2022г).

В ней представлены результаты экспериментального исследования механических свойств образцов полиэфирэфиркетона (ПЭЭК), изготовленных методом послойного наплавления филамента с различными параметрами печати и подвергнутых термической обработке. Стандартные и компактные напряженные образцы были изготовлены с использованием сопел диаметром 0,4 мм и 0,6 мм. Некоторые образцы после изготовления были подвергнуты термообработке при температуре 220 °C.

"Основные проблемы 3D-печати с помощью ПЭЭК связаны с его высокой температурой плавления (около 390°C) и вязкостью. Первое приводит к более высоким требованиям к печатному оборудованию, в то время как второе предотвращает плавление и дополнительно влияет на прочность изделий. В ходе исследования мы определили, как именно различные производственные параметры влияют на механические свойства готового изделия из ПЭЭК", — рассказывает ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств», доцент кафедры динамики и прочности машин, кандидат физико-математических наук Михаил Ташкинов.

Важным результатом исследования стали новые данные о влиянии последующей термической обработки на готовое изделие, сообщается в пресс-релизе. Ученые установили, что она способствует повышению межфазной связности печатных слоев, а значит, повышает прочность всего изделия. Был сделан вывод, что термообработка значительно улучшила упругие свойства, прочность на растяжение и вязкость разрушения напечатанных образцов: сопротивление разрушению увеличилось на 33-45% в зависимости от порядка укладки, в то время как прочность на растяжение увеличилась примерно на 45-65%, а модуль упругости вырос на 20%.