Новый метод 3D-печати делает кварцевый песок самым прочным стройматериалом

Команда ученых из Министерства энергетики США разработала новый полимер, связывающий и укрепляющий кварцевый песок – сырье для 3D-принтеров. Полимерная смесь позволяет печатать формы для литья и прочие элементы конструкции сложной геометрии и исключительной прочности. Вдобавок, лишний песок легко отделяется от готовой формы водой.

Процесс печати со связующим веществом обходится дешевле и позволяет создавать трехмерные структуры из различного порошкообразного материала. В его основе лежит струйная печать, но вместо чернил сопла принтера распыляют на слой песка жидкий полимер, создавая слой за слоем.

Кварцевый песок был выбран потому, что это крайне дешевый и доступный материал для создания легких конструкций, например, из оптоволокна. Кроме того, он не меняет размер под действием температуры и растворяется в воде. После удаления остается только полая композитная форма. Спрос на такую технологию есть в автомобильной промышленности и в самолетостроении. Однако современные литейные формы из кварца слишком хрупкие, чтобы с их помощью можно было изготовить сложные формы, пишет Science Daily.

В качестве полимера разработчики из Национальной лаборатории Ок-Ридж использовали полиэтиленимин, который увеличивает прочность конструкций из песка вдовое по сравнению с обычными связующими веществами. Обычно объекты, напечатанные таким образом, становятся пористыми. Второй этап состоит в том, чтобы заполнить эти пустоты суперклеем цианоакрилатом. Это увеличивает прочность песка еще в восемь раз, и он становится прочнее, чем любой другой строительный материал.

В качестве демонстрации возможностей нового материала для аддитивной печати исследователи изготовили миниатюрный песчаный мост, способный выдержать на своих 6,5 см вес, в 300 раз превышающий собственный. Это как если бы на Бруклинский мост поставили двенадцать зданий Эмпайр-стейт-билдинг.

Ученые из Австралии представили недавно новую методику изготовления медицинских имплантатов. Они создали процесс, который производит сложные костно-восстановительные протезы на бюджетных 3D-принтерах.