Ученые Пермского Политеха решат проблемы качества 3D-печати из полимеров

Команда сотрудников ПНИПУ  разработала оригинальную конструкцию сопла и индуктора для 3D-печати из полимеров методом послойного наложения

Инновационная технология 3D-печати крупногабаритных объектов со сложной геометрией из высокотехнологичных полимеров (PEEK – полиэфирэфиркетон, PEI – полиэфиримид) все еще имеет целый ряд ограничений, препятствующих ее широкому применению в таких важных областях как медицина или авиастроение. Существующие методы 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 из полимеров 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 полиэфирэфиркетона и полиэфиримид, высоко востребованных в протезировании и авиастроении.

Pstu.ru.