Разработка пермских ученых повысит качество печати на 3D-принтере

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета впервые создали технологию, позволяющую повысить качество изделий, напечатанных на 3D-принтере аддитивным методом. Исследования велись в целях реализации нацпроекта «Наука и университеты», сообщает пресс-служба университета.

На сегодняшний день аддитивные технологии, представляющие собой послойное изготовление изделий, используются в различных высокотехнологичных отраслях промышленности. Подобным методом все чаще изготавливают из биосовместимых полимерных материалов протезы, имплантаты и другие изделия. При этом одной из важнейших проблем технологии послойного наплавления является прочность синтезируемых изделий, а именно качество соединения между валиками термопластичного материала. Перегрев или недогрев полимера в процессе наплавки приводит к непостоянному сцеплению и снижает механические свойства печатных изделий, их избыточную термическую деформацию и разрушение по границам слоев. Ученые Пермского политеха впервые создали технологию для быстрого и точного управления температурой сопла и полимерного материала в процессе послойного наплавления 3D-печати.

«Отсутствие быстрых методов измерения температуры сопла было одним из основных технологических недостатков, препятствующих эффективному использованию индукционного нагрева в аддитивном производстве по технологии послойного наплавления. Для решения этой проблемы мы решили изменить оригинальную конструкцию сопла и индуктора», — сказал проректор по разработкам и инновациям Пермского политеха Дмитрий Трушников.

Сопло изготовили из ферромагнитного сплава, индукционно нагреваемого в процессе трехмерной печати. Изменение температуры влияет на свойства материала сопла, что приводит к изменению фазовых и амплитудных характеристик тока цепи индуктора. Также ученые создали метод, который снизит погрешность измерения температуры сопла в 100 раз, благодаря чему впервые становится возможным полноценное управление термическим циклом процесса послойного наплавления. Это позволит не только улучшить качество сварного соединения между слоями материала, но и обеспечит постоянное качество на протяжении всего процесса печати. Эти усовершенствования сделают доступной 3D-печать крупногабаритных изделий, предметов сложной геометрической формы, в том числе из высокотехнологичных материалов, востребованных в протезировании и авиастроении.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.