На Кавказе разработали новый состав 3D-"чернил" для печати сложных деталей

Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х.М. Бербекова разработали новое вещество для 3D-печати, предназначенное для создания прочных изделий сложной формы, применяемых в космосе, медицине и машиностроении. Эти "чернила" предотвращают деформации в процессе послойной печати и обеспечивают высокое качество изделий.

В основе новинки лежит полимер ПЭЭК (полиэфирэфиркетон), который уже широко используется для производства медицинских инструментов, деталей электроники, элементов обшивки в самолетах и спутниках, а также стоматологических и хирургических имплантатов. ПЭЭК известен своей устойчивостью к экстремальным условиям и хорошей совместимостью с биологическими материалами.

Как пояснил директор Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий Азамат Жанситов, существующие марки ПЭЭК были разработаны преимущественно для литья под давлением и экструзии. Однако при 3D-печати они быстро затвердевают и кристаллизуются, что приводит к усадке, короблению и слабому сцеплению между слоями, из-за чего детали выходят некачественными.

Чтобы решить эту проблему, ученые предложили использовать новые сополимеры на основе ПЭЭК с добавлением 4,4′-дихлордифенилсульфона. Это вещество замедляет процесс затвердевания и кристаллизации, благодаря чему напечатанный слой получает больше времени для схватывания со следующим и изделие сохраняет правильную форму.

Жанситов привел аналогию: если собирать дорожную сумку с предметами разных размеров, процесс займет больше времени, чем если бы все вещи были одинаковы. Так и в случае их сополимеров — внедрение различных «жестких» фрагментов затрудняет кристаллизацию, позволяя материалу крепче соединяться между слоями.

Использование таких сополимеров позволит снизить требования к строгому температурному контролю во время печати, повысить точность изготовляемых деталей и уменьшить процент брака. В настоящее время результаты получены на лабораторном уровне, исследования проводились в Центре прогрессивных материалов и аддитивных технологий университета. В будущем ученые планируют перейти к созданию специальных марок материала для различных видов 3D-печати и условий эксплуатации.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 25-23-20234).

Интервью