Новый материал для 3D-печати прочнее стали и легче воды

06 Февраля 2014

Учёные из Технологического института в Карлсруэ изобрели новый материал для 3D-печати, который прочнее стали и легче воды. Прочность нового материала на сжатие составляет 274 МПа, она сопоставима с алюминиевыми и магниевыми сплавами и некоторыми марками стали. По прочности новый материал превосходит любые естественные и искусственные материалы, которые легче воды.

Материал для 3D-печати прочнее стали и легче воды

Примечательно, что материал для 3D-печати изготовлен с помощью… 3D-принтера! Основу материала составляет микроскопическая сетка или решётка, напечатанная на трёхмерном принтере.

Тест на сжатие полимерной структуры

Печать в небольших масштабах осуществляется методом двухфотонной литографии: устройство фокусирует луч лазера в полимерной смоле, которая тут же застывает в точке фокуса.

Полимерная решётка, распечатанная на 3D-принтере, сама по себе недостаточно прочна. Чтобы повышения прочности материала его покрывают тонким слоем корунда, который по прочности уступает лишь алмазу. Корундовое покрытие занимает до 10 % от объёма готового объекта. Более точное содержание корунда зависит от толщины решётки.


Структура под прессом	Структура после сжатия

Учёные из Карлсруэ провели ряд экспериментов с различными видами полимерных решёток и различной толщиной корундового слоя. Самую высокую прочность показала структура с шестиугольными сотами (вариант D на рисунке в начале статьи). При толщине корундового слоя 50 нанометров прочность материала на сжатие составила 273,6 МПа при плотности 863 мг/куб.см. На следующей диаграмме можно наглядно сопоставить плотность и прочность нового материала по сравнению с другими материалами.