Найти в Дзене
Sergey Engineer

Перспективы применения 3D-печати в создании сложных структур

Аддитивные технологии позволяют создавать структуры, которые практически невозможно изготовить традиционными методами. Применение аддитивных технологий делает возможным: 1. Создание так называемых градиентных структур. Внутреннее заполнение детали имеет сложную переменную структуру. Результатом этого может являться получение деталей, в которых свойства в различных областях детали не одинаковы. 2. Создание умных материалов – материалов способных изменять свои характеристики (оптические, магнитные, электрические, механические) под воздействием внешней среды (давление, температура, влажность, поля и т.п.) Такие материалы могут применяться в датчиках, исполнительных механизмах, искусственных мышцах. Примеры: - пьезоэлектрики (создают напряжение при механической деформации и наоборот); - материалы с памятью формы.  3. Создание деталей, свойства которых в первую очередь определяются не материалом, из которого они сделаны, а внутренней структурой - так называемые метаматериалы. Например, мо

Аддитивные технологии позволяют создавать структуры, которые практически невозможно изготовить традиционными методами.

Применение аддитивных технологий делает возможным:

1. Создание так называемых градиентных структур. Внутреннее заполнение детали имеет сложную переменную структуру. Результатом этого может являться получение деталей, в которых свойства в различных областях детали не одинаковы.

-2

Изображения из работы [1]
Изображения из работы [1]

2. Создание умных материалов – материалов способных изменять свои характеристики (оптические, магнитные, электрические, механические) под воздействием внешней среды (давление, температура, влажность, поля и т.п.)

Такие материалы могут применяться в датчиках, исполнительных механизмах, искусственных мышцах.

Примеры:

- пьезоэлектрики (создают напряжение при механической деформации и наоборот);

- материалы с памятью формы.

 3. Создание деталей, свойства которых в первую очередь определяются не материалом, из которого они сделаны, а внутренней структурой - так называемые метаматериалы. Например, можно создать материал, обладающий отрицательным коэффициентом Пуассона - ауксетик. Или материал, обладающий отрицательным коэффициентом температурного расширения.

Модель ауксетика, напечатанная на 3d-принтере
Модель ауксетика, напечатанная на 3d-принтере

Источники:

1. Bai, Long Gong, Cheng Chen, Wei Sun, Yuanxi Zhang, Yiyi Cai, Yidong Zhu, Zhaoyu Chen, Xie. (2019). Additive Manufacturing of Customized Metallic Orthopedic Implants: Materials, Structures, and Surface Modifications. Metals. 9. 1004. 10.3390/met9091004.