В России разработали первый в мире метод 3D-печати высокопрочной керамики

Ученые Томского государственного университета разработали не имеющий аналогов 3D-принтер, который позволяет печатать из керамики, конкурирующей по своим свойствам с высоколегированными сталями, цветными металлами и твердыми сплавами. Сейчас ученые завершают отработку технологии, благодаря которой можно будет получать трехмерные изделия с широким спектром применения в энергетике и радиоэлектронике, машиностроении, химической и нефтегазовой промышленности, оборонном секторе, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию.

Одна из моделей 3D-принтера, разработанного учеными ТГУ

— Керамики занимают особое место среди новых материалов, в силу особенностей структуры они имеют различные параметры теплопроводности, высокую прочность и твердость, которые определяют их применение, — пояснил научный сотрудник университета Владимир Промахов. — Однако существует проблема с изготовлением из керамики изделий сложной формы, именно поэтому они не получают широкого распространения.

По его словам, до сих пор основным методом было литье под давлением, которое не позволяло получить керамические изделия сложной конфигурации. В настоящее время существуют методы 3D-печати изделий сложной геометрии, но они позволяют получать лишь пористые изделия с остатками клеящих веществ и низкой прочностью.

— Наш 3D-принтер — первый в мире, который может печатать керамику такого класса: монолитную по своей структуре, сложной конфигурации, с точностью печати до десятков микрон, — отметил Владимир Промахов. — С его помощью можно будет получать объемные изделия, например, полые сферы, сотовые структуры, что невозможно методом обычного литья. Также в принтер будет заложена возможность непрерывной печати.

• 
• 3D-принтер

Суспензия для печати на 3D-принтере и лабораторный образец изделия из оксида алюминия

Ученые отрабатывают технологию печати изделий, а также синтезируют для нее материал. В частности, методом «твердого пламени» — самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, основанным на экзотермической реакции горения, получаются керамические порошки (карбиды, нитриды и бориды металлов).

— Далее мы изготавливаем из порошков суспензии, которые при особой температуре принимают консистенцию сметаны, то есть пригодны для использования в качестве сырья для 3D-принтера, — рассказал ученый. — После послойного наплавления (3D-печати) мы получаем полуфабрикаты, которые спекаем для синтеза твердых изделий.

• 
• 3D-принтер

Фотография получена на растровом электронном микроскопе, изображена структура изделия из оксида алюминия, напечатанного на 3D-принтере

Полученные изделия могут применяться в качестве защитных панелей космических устройств, отдельных деталей двигательных установок, подложек микросхем и др.

По словам Промахова на способ получения трехмерных керамических изделий с помощью 3D-принтера получено положительное решение о выдаче патента.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.