Ученым удалось приспособить композиты с углеродными волокнами к 3D-печати

Эти материалы идеально подходят для аэрокосмической отрасли и позволяют создавать легкие элементы прочнее стали. С такими композитами до сегодняшнего дня было чрезвычайно сложно работать, особенно при производстве деталей нестандартной конструкции – 3D-печать помогла решить эту задачу. Обычно из композитных материалов с углеродными волокнами, из-за ограничений методов производства, удавалось изготовить только плоские или цилиндрические элементы – теперь, с помощью 3D-печати, стали доступны и другие формы.

Для работы с композитными материалами ученые использовали модифицированную технологию прямой печати чернилами (DIW), также известную как роботизированное литье. Исследователям удалось изменить состав материала так, что он отвердевает за несколько секунд, а не часов. Подачей композитов управляли компьютеры Ливерморской национальной лаборатории. С помощью цифровых моделей удалось предсказать прохождение материала через экструдер и определить оптимальное положение в ходе 3D-печати. Тот же механизм можно использовать для 3D-печати в других условиях, принимая решение о наилучшем положении и длине волокон. Ученые продолжают работать над материалом, применяя магнитные поля для стабилизации углеродных волокон.

Новая технология 3D-печати из композитных материалов с углеродными волокнами, по словам исследователей из Ливерморской национальной лаборатории, позволяет точнее управлять структурой напечатанных на 3D-принтере деталей. Разработка способна лечь в основу производства улучшенных моделей крыльев самолетов, комплектующих спутников и других деталей с частичной изоляцией. Одна из наиболее интересных перспектив – возможность расположить все волокна в одном направлении, что позволит получить еще более высокие показатели. В частности, такое расположение поможет сохранить прочность материала, используя на 2/3 меньше волокон.

Сейчас ученые из Ливерморской национальной лаборатории работают над улучшением и оптимизацией инновационной технологии. Сообщается, что они также ведут переговоры с партнерами в коммерческой, аэрокосмической и оборонно-промышленной отрасли.