Сегодня инновационная технология 3D-печати применяется в различных сферах: от индустрии развлечений до производства электроники. Однако она все еще имеет целый ряд ограничений, препятствующих ее широкому применению в таких важных областях как медицина или авиастроение. Дело в том, что существующие методы 3D-печати не могут обеспечить достаточную точность и скорость управления процессом, чтобы регулировать температуру сопла. Это приводит к снижению механических свойств печатных изделий, а также к их избыточной деформации. Команда ученых из Пермского Политеха разработала оригинальную конструкцию сопла и индуктора для 3D-печати методом послойного наложения (FDM), которые позволяют решить эти проблемы. Отечественная разработка обеспечивает технологический суверенитет Российской Федерации.
Результаты исследования представлены в журнале «Applied Sciences», 2022.
После ряда экспериментов и исследований температурных полей в процессе послойной 3D печати, пермским ученым удалось разработать уникальный метод регулирования температуры сопла, который впервые позволит полноценно управлять термическим циклом процесса FDM 3D печати.
— Основное отличие нашего метода заключается в том, что мы использовали индукционный нагрев сопла вместо традиционного. Измерение температуры при этом велось бесконтактным способом, — рассказал о ходе работы доцент кафедры автоматики и телемеханики, научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция», кандидат технических наук Игорь Безукладников.
Предложенный учеными Пермского Политеха метод регулирования температуры сопла позволяет значительно улучшить качество межслойного слияния и равномерность распределения остаточных напряжений, сократить механические деформации, вызванные неравномерной термоусадкой, и уменьшить задержку управления более чем в 6 раз.
Эти усовершенствования сделают доступной печать крупногабаритных объектов со сложной геометрией, в том числе из высокотехнологичных материалов, таких как PEEK (полиэфирэфиркетон), PEI (полиэфиримид), высоко востребованных в протезировании и авиастроении.