В России создали нить для 3D-печати деталей летательных аппаратов
В современном авиастроении углеродное волокно и композитные материалы на его основе высоко ценятся благодаря своей выдающейся прочности, жесткости и легкости. К тому же они устойчивы к воздействию коррозии, говорится на сайте Университета МИСИС.
Композиционный филамент — это термопластичная нить, используемая в 3D-печати. Нить армирована прочными волокнами, проходящими по всей ее длине и закрепленными в полимерной матрице. Матрица обеспечивает равномерное распределение нагрузок по всему объему материала. Для производства таких филаментов чаще всего применяют полиэфирэфиркетон. Этот полимер ценится за высокую прочность и устойчивость к химии. Минусами являются дороговизна и заметная деформация изделий при печати. Изготовление филамента осложняется необходимостью пропитки волокон вязкими растворами, что нередко разрушает тонкие и хрупкие волокна.
Аморфные термопластичные полимеры, такие как полиэфирсульфон, обходят стороной указанные проблемы. Они стоят дешевле, имеют невысокую вязкость в растворе и обладают хорошей прочностью. Ученые из Университета МИСИС разработали инновационный способ пропитки углеродных волокон раствором полиэфирсульфона, позволяющий создать улучшенный композитный филамент.
«Вместо того чтобы заливать филамент расплавленным полимером, мы пропустили его через емкость с раствором полимера в специальной жидкости, а затем через фильеру, которая удаляет излишки. В результате материал оказался равномерно покрыт полимером, а после испарения растворителя получилась плотная бездефектная нить», — комментирует Сергей Калошкин, директор Института новых материалов НИТУ МИСИС.
Оптимальные условия позволили достичь содержания полимера в матрице примерно 45% по массе, при этом пористость снизилась до нескольких процентов. Полученные нити показали повышенную прочность на разрыв, превышающую показатели аналогичных композитов на основе эпоксидных смол.
«Результаты показали, что при большей концентрации раствора и увеличенном диаметре фильеры доля термопластичного полимера в филаменте повышается, но также повышается и пористость. Для получения материала с достаточной плотностью необходимо соблюсти баланс между диаметром фильеры и концентрацией раствора», — заключает аспирант Института новых материалов НИТУ МИСИС Алнис Веверис.
Опрос: передают ли россияне доступ к аккаунту
8 вопросов
Вы передаете доступ к своим личным аккаунтам (социальные сети, почта, мессенджеры, банковские личные кабинеты) другим людям? Да, регулярноДа, иногда
Нет, никогда
Далее
