Напечатаем себе гамбургер!
✅Сплавы, филаменты, композиты — за этими понятиями скрывается большое разнообразие материалов для 3D‑печати. В первую очередь, «чернила» различают по составу и форме подачи.
💫Например, термопласт — это тип материала, а филамент — пластиковая нить, в виде которой он поступает в установку. Металлы используют в виде порошков, проволок или прутков, а керамику — в виде пасты.
✅У каждой группы — своя область применения.
📍Полимерные материалы используют для макетов, оснастки и функциональных деталей.
📍В российских разработках применяют в том числе высокотемпературные инженерные полимеры, армированные угле- и стекловолокном. Фотополимерные смолы отличаются способом формирования изделия: жидкая композиция затвердевает под действием ультрафиолетового излучения. Так работает стереолитография.
📌Делить материалы на «печатаемые» и «непечатаемые» не стоит. Зачастую проблема не в исходном продукте, а в том, что для него пока не подобраны оптимальные условия и источник энергии.
✅Различают методы 3D-печати: по форме подачи материала, источнику энергии и способу формирования слоев.
📍Чтобы сделать объекты легкими и прочными, в процессе печати их можно армировать углеродным волокном. Такой способ предложили в Центре НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н. Э. Баумана.
📍При помощи этого метода можно создавать прочные объекты, выдерживающие высокие нагрузки, в том числе сложнопрофильные детали для ракетно-космической отрасли, авиастроения и робототехники.
📍Один из самых перспективных материалов для 3D‑печати — металлические порошки. На их основе создают детали со сложной внутренней структурой, которые невозможно изготовить традиционными методами (литьем и фрезеровкой).
✨Все вышеперечисленные материалы для 3D-печати имеют кристаллическую структуру: их атомы выстроены в решетку, задающую нужные свойства. Но, если охладить металлический расплав с большой скоростью (до миллионов градусов Цельсия в секунду), атомы не успеют «собраться» в решетку и будут располагаться беспорядочно, подобно жидкостям или стеклу. Такие сплавы называют аморфными.
⚡В структуре аморфного материала нет кристаллов и границ зерен, а значит, нет связанных с ними дефектов. Его прочность может быть в 5–10 раз выше, чем у кристаллического аналога, а коррозионная стойкость — тоже выше, за счет однородности структуры. Эти сплавы очень упругие и устойчивы к низким температурам, поэтому подходят в том числе для экстремальных условий Арктики.
✅С металлами и полимерами разобрались, но как насчет еды?
📌Аддитивные технологии добрались и до пищевой промышленности. Например, в Вятском государственном университете разработали технологию 3D-печати продуктов на основе растений. Ученые смешали выращенные клетки каллусной (неспециализированной) ткани люпина Lupinus angustifolius с пищевым загустителем каррагинаном. На основе получившейся смеси можно напечатать продукты с нужными текстурой, питательностью и вкусом, используя достоинства разных растений.
📌Еще один пример аддитивной кулинарии — искусственное мясо. «Чернила» для его 3D-печати придумали в БФУ имени И. Канта. В качестве основного «ингредиента» использовали коллаген из биомассы медузы Aurelia aurita, распространенной в Балтийском море, и кожи судака Sander ✨lucioperca.
Есть и другие экзотические примеры «чернил» для 3D-печати. Например, блоки из метеоритной пыли с добавлением биоразлагаемого полимера — полилактида — напечатали зарубежные ученые. Так решили проверить, получится ли создавать на Луне строительные материалы из местного грунта, на который похожи по минеральному составу некоторые метеоритные порошки.
Ну что, будем печатать бургеры или пока по-старинке?
ХИМБЛОГ В VK
ХИМБЛОГ В МАХ