Сравнение
Личный кабинет
Корзина

Исследователи имитируют решётчатые структуры для создания более прочных 3d-печатных метакристаллических материалов

В совместном исследовании учёные из Имперского колледжа Лондона и Универ-ситета Шеффилда проанализировали решётчатые структуры 3d-печатных объектов и сравнили их со структурой металлического монокристалла. Они обнаружили, что решётки почти точно воспроизводят монокристаллические структуры металлов, причем узлы трёхмерной печатной решётки эквивалентны атомам монокристалла, а распорки высту-пают в роли атомных связей.

Исследователи имитируют решётчатые структуры для создания более прочных 3d-печатных метакристаллических материалов

В обеих структурах атомные плоскости, или узлы в случае решётки, выровнены. Это свойство отлично подходит для применений, где важно иметь устойчивость к деформации при экстремальных температурах, например, в реактивных двигателях. Но в других случаях оно является недостатком – когда состояние кристалла достигает предела прочности, он катастрофически разрушается. Трещина всегда идёт по пути наименьшего сопротивления, а в монокристаллическом материале это выровненные вдоль атомной плоскости узлы.

Поликристаллические материалы имеют другую структуру, их атомные плоскости расположены случайным образом. Трещина в этом материале остановится раньше, так как путь наименьшего сопротивления изгибается в различных направлениях между узлами. Таким образом, если внутренние решётки трёхмерных печатных объектов моделировать по образу поликристаллических структур, то изделия должны быть прочнее.

Исследовательская группа взяла модели поликристаллических атомных структур, масштабировала их и создала мезоструктуры для 3d-печати. Они назвали эти решётки метакристаллами. Эксперименты показали, что 3d-объекты с поликристаллическими решётками оказались в семь раз прочнее, чем объекты со стандартной решёткой. Такую существенную разницу в прочности удалось получить простой перестройкой геометрии структуры. Именно 3d-печать сделала это открытие возможным, потому что никаким другим методом получить подобные структуры нельзя.

Профессор Иэн Тодд с кафедры материаловедения и инженерии Университета Шеффилда поясняет: «Такой подход к разработке материалов открывает новые перспективы для аддитивного производства. Слияние физической металлургии с искусственными метаматериалами позволит инженерам создавать устойчивые к повреждениям материалы с желаемой прочностью, а также улучшать эксплуатационные характеристики таких материалов в ответ на внешние нагрузки».

Д-р Минь-Сон Фам из Имперского колледжа Лондона также рассказала о возможности применения 3d-принтеров с многокомпонентной печатью: «Метакристаллический подход можно сочетать с недавними достижениями в области многокомпонентной 3d-печати, чтобы создавать новые современные материалы, которые будут легкими и прочными, с потенциалом для улучшения будущих низкоуглеродных технологий. "Примером может служить шлем с мягкой резиновой поверхностью, но с жёсткой поликристаллической частью внутри, напечатанный как один 3d-объект.

Теги:
Новости
Технологии

Последние публикации

28.07.2026
Новости
«Вектор точности»: как технологии 3Д сканирования объединяют промышленность и медицину

16 июля 2026 года в «Технополисе Политех» состоялся форум-выставка «Вектор точности», объединивший представителей промышленных предприятий, медицинских организаций, научного сообщества, технологических компаний и органов государственной власти.

22.07.2026
Новости
3DVision на «3Д-Тех 2026»: как мы показали всю силу аддитивных технологий

С 16 по 19 июня 2026 года в Москве, в МВЦ «Крокус Экспо», прошла главная выставка года для специалистов аддитивной отрасли - «3Д-Тех 2026» (ранее известная как «Росмолд / 3D-tech»).


22.07.2026
Статьи
Как использовать 3д печать в производстве ламелей для шин?

В этой статье мы детально разберём, как совместный проект EPlus3D и Hankook Precision Works перевёл производство шинных ламелей на новый уровень. 


20.07.2026
Статьи
Обзор Anycubic Photon P1

Здравствуйте! В запоздалой статье рассмотрим новинку — Anycubic Photon P1. Это недорогой LCD принтер со средними размерами и большими возможностями. Настолько большими, что он может печатать двумя разными материалами одновременно.

17.07.2026
Статьи
Управление энергией на микроуровне: новая технология в системах металлической 3Д печати Eplus3D

При лазерной 3Д печати металлом ключевым фактором качества остаётся точное управление энергией лазера. Если лазер передаёт порошку слишком много или слишком мало тепла, это влияет на плотность, прочность и геометрию готовой детали. Именно поэтому контроль распределения энергии – одна из главных инженерных задач в промышленной аддитивной печати.

10.07.2026
Новости
Персонализация медицины с металлической 3Д печатью Eplus3D

Технологии печати металлами помогают персонализировать подход к лечению. Традиционные методы, такие как фрезерование или литье, зачастую не справляются со сложной геометрией медицинских изделий или требуют дорогостоящей оснастки, что удорожает процесс и затягивает сроки.

Будьте в курсе

Подпишитесь на последние обновления и узнавайте о новинках и специальных предложениях первыми
Нажимая кнопку «Подписаться», вы подтверждаете согласие на обработку персональных данных.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с использованием cookies и политикой конфиденциальности.