Hitech logo

3D-печать

Метод оригами сокращает время и затраты на проектирование конструкций

TODO:
Георгий ГоловановСегодня, 02:33 PM

Команда инженеров из США разработала гибридный процесс 3D-печати, вдохновленный искусством оригами: на гибкую тканевую основу наносится слой термопластичного полиуретана, затем — армирующий материал. Получаются плоские панели, которые можно складывать в сложные 3D-формы без использования дорогих пресс-форм. Метод сокращает время изготовления на 95% и снижает стоимость на 90% по сравнению с традиционными композитами, а также позволяет создавать конструкции, превышающие размеры самого принтера.

00
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Производство крупных деталей из композитных материалов — крыльев самолатов, корпусов ракет, панелей для зданий — требует дорогих пресс-форм, на изготовление которых уходят недели и сотни тысяч долларов. Кроме того, сложные 3D-формы, которые не раскладываются в плоскость, трудно изготовить из слоев без складок и разрывов. Пропитка волокон смолой часто требует автоклавов высокого давления и температуры. Исследователи из Ок-Риджской национальной лаборатории США предложила альтернативу: печатать плоские заготовки, затем складывать их как лист бумаги.

Telegram начал автоматически подключать пользователей из России к своему встроенному прокси

Сначала на тканевую основу, например, на нейлон или стеклоткань, наносится термопластичный полиуретан — промежуточный слой для адгезии. Сверху печатается армирующий материал: легкий и прочный термопластичный АБС-пластик с углеродным волокном и эпоксидная смола для придания жесткости и долговечности. Благодаря химическому сродству слои связываются на молекулярном уровне. Получается плоский «лист» с зонами разной жесткости. Затем лист складывается по заранее спроектированным линиям сгиба, и получается трехмерный объект.

Испытания продемонстрировали возможность сокращения времени изготовления конкретной конструкции на 95%, стоимости — на 90%. Также была устранена проблема, связанная с хранением пресс-форм, и обеспечено быстрое производство как термопластичных, так и термореактивных композитов.

В потенциале эта технология расширяет возможности проектирования в аэрокосмической, автомобильной и строительной промышленности, пишет IE.

Разработчики подали патентную заявку на лицензирование технологии. Далее они планируют масштабировать процесс до размеров, пригодных для крупносерийного производства.

Твердые сплавы на основе карбида вольфрама и кобальта используются в производстве режущих инструментов и строительной техники и обычно изготавливаются методом порошковой металлургии, который требует высокого давления и создают большое количество отходов. Ученые из Японии предложили метод аддитивной печати карбидом вольфрама, который в перспективе позволит снизить расход дорогостоящих материалов, не жертвуя высокой твердостью конечного продукта.