Учёные Томского государственного университета разработали способ трёхмерной печати керамикой, по своим свойствам не уступающей по прочности высоколегированным маркам стали, цветным металлам и многим металлическим сплавам. В данный момент сотрудники ТГУ работают над усовершенствованием технологии, которая в будущем позволит производить различные трёхмерные изделия, которые можно будет применять в радиоэлектронике, энергетике, химической промышленности и даже в оборонке. С помощью принтера можно изготовить защитные панели для космических кораблей или спутников, керамические печатные детали можно будет использовать для изготовления двигательных установок, подложек микросхем и много чего ещё.
«Керамики занимают особое место среди новых материалов, в силу особенностей структуры они имеют различные параметры теплопроводности, высокую прочность и твердость, которые определяют их применение, – рассказывает научный сотрудник университета Владимир Промахов. – Однако существует проблема с изготовлением из керамики изделий сложной формы, именно поэтому они не получают широкого распространения».
Владимир отметил, что до сих пор основным способом изготовления керамических форм было литье под давлением, которое не позволяло получить керамические изделия сложной конфигурации. Сейчас существуют методы 3D-печати изделий сложной геометрии, но с их помощью можно получать лишь пористые и не очень долговечные изделия.
Разработанный томскими учёными 3D-принтер умеет печатать качественную монолитную по своей структуре керамику сложной конфигурации и с точностью печати до десятков микрон. С помощью такого принтера можно будет делать объёмные изделия, полые сферы, сотовые фигуры. Словом, всё, что не получится изготовить с помощью обычного литья. В принтер заложена и функция непрерывной печати.
Учёные не только разработали сам принтер, они ещё и делают сырьё для него, используя метод «твердого пламени», с помощью самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, основанного на экзотермической реакции горения, ученые получают керамические порошки, затем изготавливают из порошков материал, нужный для печати. При определённой температуре порошок нужно довести до сметанообразного состояния, после чего уже можно приступать к печати. Когда печатный полуфабрикат готов, его остаётся запечь, только и всего.
Владимир Промахов отметил, что технологию уже патентуют и все необходимые документы одобрены. Сейчас учёные работают над адаптацией принтера для разных керамик.