Инженеры говорят «меньше значит больше», чтобы сделать напечатанные на 3D принтере детали легче и прочнее

«Чем меньше, тем лучше» - именно этот подход позволил инженерам из Великобритании сделать напечатанные на 3D принтере детали легче и прочнее, а саму 3D печать быстрее и экономичнее.

Исследователи из Университета Шеффилда обнаружили, что они могут контролировать плотность и прочность конечного продукта путем печати чернилами разных оттенков серого. Наилучшие результаты достигаются при использовании меньшего количества чернил, чем обычно используется.

Методика использует передовой процесс, известный как высокоскоростное спекание (HSS). В отличие от коммерческих 3D принтеров, использующих лазеры, HSS обозначает форму детали на порошковом пластике с помощью термочувствительных чернил, которые затем активируют с помощью инфракрасной лампы, расплавляя порошок слой за слоем, и таким образом, создавая 3D-модель.

«Все работы с использованием HSS на сегодняшний день использовали печать 100% черным цветом, но это не дает наилучший результат», объясняет профессор производственной инженерии Нил Хопкинсон из Университета Шеффилда. «Мы обнаружили, что существует точка, в которой при увеличении количества чернил, механические свойства начинают ухудшаться. Это позволило нам определить «золотую середину» в которой можно получить максимальную прочность при минимальном количестве чернил».

Исследователи способны манипулировать плотностью материала в пределах 40 процентов, открывая дверь к возможности 3D печати деталей с разной плотностью в разных точках. Это позволило бы значительно снизить вес детали, но сохранить эквивалентную механическую прочность - например, при наличии плотной наружной оболочки и более легкой внутренней структуры.

«3D-печать сейчас сосредоточена на оптимизации формы детали, чтобы уменьшить вес и сохранить механические свойства», говорит профессор Хопкинсон, который доложил результаты своей работы 5 августа 2014 года на Solid Freeform Fabrication Symposium’е в Остине, Техас.

3D печать в оттенках серого позволила авторам исследования оптимизировать расход материала. Возможность увеличить прочность при одновременном снижении веса сулит возможность использовать технологию в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Новая технология также может использоваться в спортивной обуви, подошву которой сейчас делают из пены двойной плотности, а можно будет напечатать одной деталью с помощью нового подхода. Профессор Хопкинсон считает, что новый метод совершит революцию в производстве спортивной обуви.

Андрей Свирид  

Комментировать (0)