Коаксиальное волокно с заданными свойствами для 3D-печати

Ученые Сколтеха запатентовали композитное коаксиальное волокно, которое позволит при помощи обычных настольных 3D-принтеров получать прочные и недорогие детали.

Руководитель Лаборатории наноматериалов Сколтеха профессор Альберт Насибулин и научные сотрудники Евгений Шульга, Андрей Старков, Алексей Захаров разработали коаксиальное волокно, состоящее из нескольких концентрических слоев термопластичных полимеров. Внутренний слой (сердечник) изготовлен из композита, армированного короткими волокнами, а внешняя оболочка – графеном.

Материал сердечника улучшает механические свойства материала, делая его более прочным и менее подверженным термоусадке, а оболочка значительно снижает абразивность коротких волокон, тем самым повышая жесткость, износостойкость и ударопрочность изделия.

Профессор Альберт Насибулин пояснил: «Этот материал подходит в первую очередь для печати деталей оснастки и крепежа, а также функциональных прототипов и деталей готовых изделий для производства автомобилей, мотоциклов и велосипедов, экзоскелетов, ортезов и протезов, робототехники и других отраслей».

Технология позволяет вместо углеродного волокна использовать экономичное стекловолокно с более высокой абразивностью. Кроме того, учитывая, что графен применяется только во внешней оболочке волокна и составляет малую часть от общей массы изделия, цена филамента будет доступной для рядовых потребителей.

Один из авторов изобретения Евгений Шульга уточнил: «На реализацию этого проекта по разработке волокна для производства дорогостоящих изделий по цене дешевых полимеров мы получили финансирование в рамках Программы трансляционных исследований и инноваций Сколтеха (STRIP). В результате осуществления этого проекта нами был создан стартап Novaprint 3D, который занимается коммерциализацией научных результатов, полученных на этапе выполнения проекта при финансовой поддержке STRIP».

Технология изготовления коаксиального волокна с заданными свойствами может применяться в различных термопластичных, в том числе высокотемпературных полимерах, например PEEK. При использовании добавок можно улучшить ударопрочность, жесткость, защиту от влаги, биосовместимость, антистатические свойства и другие важные характеристики материала.

Источник: Сколтех