В Московском авиационном институте (МАИ) разработали инновационную методику упрочнения деталей из композитов и иных полимерных материалов, изготовленных на 3D-принтере методом послойного наплавления. Это позволит существенно увеличить их прочность и срок службы.

Указанная технология печати сегодня является наиболее экономичным и быстрым способом создания изделий в промышленном производстве, прототипировании, бытовом секторе. Она позволяет использовать большое разнообразие термореактивных материалов с различными физическими и механическими свойствами. Однако у нее есть и недостатки, главный из которых - неравномерная прочность получаемых деталей. С этим и поможет бороться предложенная в МАИ методика.

Разработка, в частности, будет полезна в авиастроении, а также в медицине - при изготовлении легких и функциональных протезов и ортезов.

- С помощью новой методики можно на 30% быстрее изготавливать опытные образцы авиационной техники, - уточняет автор проекта, аспирант кафедры 1202 "Технология производства и эксплуатации двигателей летательных аппаратов" МАИ Антон Кузьмин. - Таким образом можно делать разную оснастку: различные пресс-формы для формирования листового металла, приспособления для гибки трубопроводов, кондукторы для сверления, шаблоны для сборки и так далее.

Суть в том, что разработанная технология помогает побороть неравномерность механических свойств напечатанных деталей - они становятся одинаково прочными во всех направлениях. После печати деталь утрамбовывается в тонкий слой порошка - оксид магния, затем запекается в печи при температуре, близкой к температуре плавления пластика, после чего выдерживается в течение 1-2 часов. Утрамбованный порошок имитирует литьевую форму, и слои детали сплавляются между собой. Образцы, подверженные такой термической обработке, получаются на 20-30% прочнее исходных деталей (опционально), изготовленных при помощи других методик, а после химической обработки они становятся еще и более гладкими.

Данный проект высоко оценило экспертное сообщество - он занял одно из призовых мест на 50-й Международной молодежной научной конференции "Гагаринские чтения".

- Сегодня в производстве используются методы упрочнения деталей различными растворителями, например, дихлорметаном или ацетоном. Они наносятся на поверхность, из за чего границы слоев размываются и перемешиваются, что добавляет прочности. Недостатки такого метода в том, что это упрочнение происходит только на поверхности детали. К тому же некоторая часть растворителя остается в пластике, что при нагревании может приводить к образованию пузырей на поверхности. Мой метод лишен этого недостатка, - уточняет Антон Кузьмин.