18+
18+

Томские ученые помогут удешевить 3D-печать сложных деталей из керамики

Образование и наука, ТГУ, Томские новости, ученые наука 3D печать керамика принтер нанопорошок Томские ученые помогут удешевить 3D-печать сложных деталей из керамики

Ученые ТГУ при поддержке РНФ создают новые материалы для 3D-печати изделий из керамики, сообщает пресс-служба вуза.

Исследователи адаптируют под аддитивные технологии нанопорошки — оксиды алюминия и циркония, которые широко представлены на рынке, но применяются только для прессования и спекания при высоких температурах. Физикотехники научились изготавливать из этих соединений материалы для 3D-печати керамических деталей, которые можно использовать в условиях повышенных механических нагрузок и температур, например, в космосе.

«Во всем мире пришли к выводу, что использовать керамические нанопорошки для тех видов 3D-печати, где используется лазерное сплавление, невозможно. Причина в том, что физические свойства керамики не позволяют получать качественную структуру материалов путем сплавления порошков. Изделия сложной геометрии с заданной структурой получают только путем литья полимер-керамических составов в стальные формы с дальнейшим спеканием в высокотемпературных печах. При всех плюсах данный способ имеет существенный минус — это высокая стоимость», — рассказывает сотрудник лаборатории высокоэнергетических систем и новых технологий ТГУ, заведующий лабораторией НОЦ «Сибирский центр дизайна» Владимир Промахов.

Изготовление металлической формы для литья обходится в среднем 150–300 тысяч рублей, в зависимости от сложности формы изделия. Если заказчику нужны 10 пробных образцов для внедрения нового инженерного решения, их производство будет экономически невыгодным. Ученые ТГУ смогли решить эту задачу посредством создания полимер-керамических составов, подходящих для таких аддитивных технологий, как стереолитография и FDM-печать (Fused Deposition Modeling). В состав полимер-керамических композиций, помимо нанопорошков керамики, входит связующий материал, который удаляется после печати.

Наряду с разработкой материалов и исследованиями их физико-механических характеристик, ученые занимаются прогнозированием поведения изделий, полученных с помощью 3D-принтера. Тестирование в виртуальных условиях позволяет увидеть, как будет вести себя деталь под влиянием динамической, статической и температурной нагрузки.

Недавно одно из красноярских предприятий заинтересовалось в приобретении прочных штифтов для абразивного производства. Сейчас промышленники используют стальные детали, срок службы которых не превышает 30 часов. Штифты из полимер-керамики, напечатанные в ТГУ, оказались в 10 раз прочнее стали, эксплуатировать их можно будет значительно дольше. В настоящее время изделия проходят апробацию в Красноярске.

Еще одной сферой применения новых материалов может стать космическая промышленность. В качестве эксперимента исследователи напечатали прототипы возможных каркасов для сэндвич-панели из композиционных материалов. Эти конструкции обладают большим запасом прочности и долговечности. Легкие трехмерные панели способны выдержать нагрузку, которой подвергаются космические аппараты, и могут быть использованы для защиты спутников от микрометеоритов и космического мусора.

Завершение проекта намечено на конец 2020 года, к этому времени ученые разработают линейку новых материалов для аддитивных технологий.

Тэги/темы:
Томские новости

Еще двое скончались от коронавируса в Томской области

18 октября 2021
Томские новости

Томичей приглашают на спектакль любительского краеведческого театра

6 октября 2021
Томские новости

Пешехода, переходившего дорогу в неположенном месте, насмерть сбили в Томске

1 октября 2021
Томские новости

Очередной матч «Томи» закончился ничьей

14 октября 2021
Томские новости

Кемеровоспецстрой отремонтирует завершающий отрезок разбитого участка трассы Томск — Мариинск за 543 млн рублей

29 сентября 2021
Томские новости

Томичи смогут увидеть цветение дурманного дерева и «орхидеи-инопланетянина»

24 сентября 2021
Образование и наука

«Университет прорыва»: ректор ТГУ Эдуард Галажинский о «Приоритете-2030», стратегических планах и перспективах томского консорциума вузов

23 сентября 2021
Образование и наука

Миссия — инженер. Дмитрий Седнев о трансформации инженерного образования, «Приоритете 2030» и любопытстве

14 октября 2021
Томские новости

Любовь, страх, скандал и снова любовь: в октябре Wink докажет, что именно она спасет мир

1 октября 2021
Комментарии для сайта Cackle