Учёные из Кабардино-Балкарского государственного университета сообщили о доработке ПЭЭК для 3D-печати. После модификации он подходит для 3D-печати деталей спутников, медицинских имплантатов и сложных узлов для машиностроения. Главная проблема этого пластика при послойной печати тоже решена: при остывании он больше не усаживается так сильно и не коробится.
ПЭЭК давно используют там, где обычный пластик не справляется с нагрузкой. Из него делают медицинские инструменты, зубные и черепные имплантаты, электроизоляцию, элементы авиационной и космической техники. Но в 3D-печати у него есть неприятная особенность: материал слишком быстро кристаллизуется, слои хуже держатся друг за друга, а готовая деталь может потерять форму.
Российская разработка меняет именно то, как полимер ведёт себя при охлаждении. В молекулярную цепь ПЭЭК ввели химическую добавку, которая тормозит слишком быстрое формирование кристаллической решётки. Из-за этого материал после нанесения слоя дольше остаётся подвижным, успевает лучше связаться с предыдущим слоем и остывает без резкого внутреннего напряжения.
Для космической отрасли здесь решает не сама формула, а то, насколько стабильно сохраняется геометрия детали. Узлы спутников и бортовой аппаратуры печатают из материалов, которые должны выдерживать перепады температуры, вибрацию и долгую работу без деформаций. Если пластик начинает вести себя непредсказуемо уже на этапе печати, в серию он не пойдёт, даже при хороших механических характеристиках на бумаге.
В медицине требования ещё строже. Имплантат или инструмент должен точно повторять заданную форму, а поверхность и структура материала не должны меняться после изготовления. Поэтому для таких задач и ищут полимеры, которые можно не только применять в теле человека, но и спокойно печатать на промышленном оборудовании.
Лабораторные испытания уже показали, что образцы нового материала сохраняют форму после печати. И это не локальная история. Рынок 3D-печати высокотемпературными полимерами растёт не только в России: похожие решения развивают компании из США, Европы и Китая. Сам ПЭЭК при этом давно считают одним из самых перспективных материалов, если речь идёт о замене металла в лёгких и сложных деталях.
В КБГУ теперь собираются масштабировать проект, чтобы довести модифицированный полимер до промышленного применения. Если технологию удастся адаптировать для серии, она сможет выйти за рамки лаборатории и попасть в производство аэрокосмических и медицинских компонентов, где цена ошибки особенно высока.