
Американские исследователи обнаружили, что
напечатанный на 3D-принтере пенистый материал значительно превосходит в плане прочности, надежности и срока службы неравномерные по
структуре аналоги, изготовленные традиционными методами. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Сотрудники Ливерморской национальной
лаборатории имени Лоуренса провели ряд экспериментов по ускоренному старению
образцов напечатанных и традиционных пенистых материалов. Их подвергали
действию различных повышенных температур при постоянной сжимающей нагрузке.
Напряженное состояние, механический ответ и постоянную структурную деформацию
образцов наблюдали не менее года.
После этого ученые провели количественный
анализ динамики этих параметров методом температурно-временной суперпозиции.
Они также изучили микроструктуру образцов с помощью рентгеновской компьютерной
томографии и выполнили анализ механического ответа микроструктуры методом
конечных элементов.
Выяснилось, что напечатанные материалы дольше
сохраняют свои механические и структурные свойства с течением времени. В
традиционных пенистых материалов наблюдалась гораздо большая вариабельность
местных напряжений, причем максимальные напряжения были значительно сильнее,
чем в напечатанном материале.
По мнению ведущего автора исследования Амитеша
Маити (Amitesh Maiti),
напечатанные на 3D-принтере пенистые материалы с разработанными под конкретные
задачи свойствами должны вскоре заменить традиционные пенополимеры.
Пенистые материалы широко применяются для
теплоизоляции, поглощения ударов и вибрации, конструировании легких и плавучих
деталей и других целей.
Олег Лищук
