Сегодня уже никто не спорит с тем фактом, что технология трёхмерной печати — это будущее многих сфер человеческого бытия, при этом не какое-то туманное и далёкое, а уже наступившее. Перечень материалов, из которых можно изготовить широчайший спектр различной продукции, с каждым днём растёт в геометрической прогрессии, и этому можно только порадоваться. Ведь 3D-печать позволяет создавать продукцию в промышленных масштабах быстрее и дешевле, нежели традиционные технологии, при этом её качество зачастую оказывается на порядок выше. А ведь это ещё только «цветочки».
В этой небольшой заметке мы решили рассказать о достижениях гонконгских учёных, научившихся осуществлять печать керамикой.
Прочтя последние строки, многие из тех, кто интересуется сферой трёхмерной печати, наверняка скептически улыбнулись, подумав что-то вроде: «тоже мне невидаль — керамическая 3Д-печать уже давным-давно освоена и повсеместно практикуется». Но не торопитесь делать поспешные выводы, друзья, ведь речь идёт не о привычной трёхмерной печати, а об изготовлении сложных изделий методом 4D-печати! Прежде чем продолжить, скажем несколько слов об этой, знакомой далеко не всем технологии. На первом этапе процесс ничем не отличается от трёхмерной печати, да и принтер работает по аналогичному принципу: созданную в специальной программе цифровую трёхмерную модель загружают в аппарат, который методом послойного нанесения создаёт требуемый объект.
«Изюминкой» конечно результата является то, что полученные изделия могут менять форму под воздействием определённых факторов: света, температуры, давления, магнитного поля и других.
Как вы понимаете, вся соль кроется в использовании при печати специальных расходных материалов — в нашем случае это уникальные керамические чернила, сообщает нам журнал Science Advances. В составе этих чернил обычный полимер, смешанный с мельчайшими керамическими частицами. Первый ингредиент обеспечивает пластичность, второй — наоборот.
Кстати, правильные свойства расходных материалов являются залогом успеха в процессе не только трёхмерной, но и лазерной печати. Именно поэтому, если вы рассчитываете на максимально качественный её результат, но при этом не намерены многократно переплачивать, рекомендуем по нескольку раз заправлять картриджи для своих принтеров и многофункциональных устройств. Единственное условие — делать это нужно в специализированных сервисных центрах, гарантирующих оптимальное сочетание цены и качества. К примеру, заправка картриджа HP CF400A у нас стоит всего 1550 рублей, при этом мы даём гарантию на каждый «воскрешённый» тонер-блок.
По словам ведущего автора исследований, гонконгского профессора Чжен Лю, «В теории, а тем более на словах всё выглядит довольно просто. Суть процесса печати керамическими чернилами можно условно сравнить с тем, как на торты наносится кремовый топинг. Конечный результат определяется разными условиями — степенью вязкости крема, температурой, формой, силой прилагаемого усилия, скоростью выдавливания и кучей других параметров. В нашем случае наиболее сложной задачей, на решение которой ушло два с половиной года, был именно подбор оптимальных параметров».
После многомесячной кропотливой работы учёным из далёкого Гонконга наконец удалось материализовать в своей лаборатории вожделенный материал — эластичный керамический прекурсор, а также создать специально под него и 3Д-принтер.
Особенностью последнего является то, что он умеет печатать с применением сразу двух подходов: первый этап заключается в создании заготовки, во время второго происходит её доводка в специальных условиях. Деформация объекта на последней стадии осуществляется за счёт использования кинетической энергии, которая изначально закладывается в полимерную составляющую чернил. Чтобы наглядно продемонстрировать состоятельность и возможности изобретённой технологии, исследователи изготовили ракушку, по форме смахивающую на знаменитую Сиднейскую оперу.
Авторы изобретения утверждают, что эластичные структуры имеют свойство растягиваться втрое, не теряя при этом своей изначальной прочности. А вот после печного обжига готовые изделия практически неотличимы от керамики, изготовленной традиционными методами.
