Разработчикам также удалось решить проблему слишком высокой вязкости смеси.
Ученые ТГУ изменили состав материала для 3D-печати
Специалисты Томского государственного университета разработали новый состав горючего композита для изготовления газогенераторов методом 3D-печати. Об этом сообщает "Известия" со ссылкой на данные "Наука Mail" и пресс-службу ТГУ.
Исследователи предложили частично заменить традиционные компоненты более экологичными аналогами. В основе нового материала используется смешанный окислитель с нитратом аммония.
Это соединение не содержит хлора и при полном окислении распадается на азот, воду и углекислый газ. Благодаря этому потенциально снижается токсичность продуктов сгорания.
Однако у нитрата аммония есть существенный недостаток – при атмосферном давлении он самостоятельно не поддерживает горение. Поэтому в состав добавили перхлорат аммония.
Обычный 3D-принтер не справился бы с такой смесью
Главной технологической проблемой для исследователей стала не только химическая формула материала, но и возможность напечатать из него нужную конструкцию.
При добавлении твердых окислителей в жидкую фотополимерную смолу ее вязкость резко увеличивается – с 0,5 до более чем 800 Па·с. Для стандартного оборудования такой материал оказывается слишком густым.
Ученые решили проблему с помощью специальной предварительной обработки компонентов. Это позволило адаптировать смесь для аддитивного производства.
Такой подход важен именно для 3D-печати, поскольку технология позволяет создавать изделия сложной формы непосредственно по цифровой модели, формируя конструкцию послойно.
Смесь удалось равномерно распределить по полимеру
Испытания показали, что ультрафиолет способен проникать в разработанный материал на глубину, достаточную для отверждения слоя толщиной 100 мкм.
Дополнительное исследование с помощью электронной микроскопии подтвердило равномерное распределение частиц окислителя внутри полимерной матрицы. При этом специалисты не обнаружили пустот и расслоений.
По данным исследования, такая структура обеспечивает однородность материала и прочность получаемых изделий.
Разработку ТГУ представили на международной конференции
Результаты работы представила молодой ученый ТГУ Яна Дубкова на международной конференции в Италии. В мероприятии участвовали специалисты из девяти стран.
По информации университета, российская разработка вызвала интерес зарубежных исследователей. Обсуждение было посвящено в том числе новым возможностям применения 3D-печати для изготовления энергетических материалов.
Таким образом, работа ТГУ объединяет сразу два направления – поиск менее токсичных составов и развитие аддитивных технологий. Для промышленности это может быть важно там, где требуется получать изделия сложной геометрии с заданными характеристиками материала.
Андрей Лапин, ТКС.РУ
Общение: 