С каждым годом ученые расширяют возможности 3D-печати. В этом году сотрудники «Сколтеха» разработали новейший подход по производству пенометаллов из титана и алюминия. Данное открытие ускорит процесс их изготовления.
Что такое пенометаллы
Это особый вид металлических сплавов пористой структуры. Своеобразные ячейки покрывают всю поверхность изготовленного материала. Внутри них находятся заполненные газом поры, а также металлические стенки. Чаще всего их делают из алюминия, меди и никеля. Каждый металл привносит в конечный продукт уникальные характеристики, но есть среди них и определенное постоянство.
Плотность пенометаллов крайне низкая и варьируется в среднем от 50 до 900 кг/м3. Несмотря на это, они имеют высокую удельную жесткость, оптимальные параметры шумопоглощения и низкую теплопроводимость. Различают пенометаллы с открытыми и закрытыми порами. В случае с последними материал становится водо- и газонепроницаемый.
Свойства сплава
Первый в мире запатентованный полиметалл был создан французским ученым в 1926 году. Бум последующих открытий пришелся на середину прошлого века. Пеноалюминий разрабатывали в СССР, Китае, Японии и в ряде европейских стран. Свойства прорывного сплава подарили миру большие возможности:
- не горит;
- поглощает звуки;
- изолирует шум;
- поглощает электромагнитное излучение в пять раз лучше стали;
- рассеивает энергию удара и т. д.
На данный момент полиметаллы изготавливают в виде слитков, листов, полос, гранул и фасовочных заготовок. Их используют в авиакосмической отрасли, судостроении, машиностроении и в других стратегически важных отраслях.
Нюансы разработки
Но здесь важно отметить, что сам по себе процесс изготовления полиметаллов энергоемкий и финансово затратный. Ученые давно стремились сделать его более упрощенным. И первыми добились этого сотрудники «Сколтеха». Благодаря им пенометаллы можно изготавливать на 3D-принтере.
Один из разработчиков Олег Дубинин рассказал, что перед учеными стояла задача: лазерную наплавку, созданную изначально для 3D-печати монолитных изделий и наплавки покрытий, адаптировать к изготовлению пенометалла. Тщательная корректировка всех параметров устройства позволила подавать в принтер металлический порошок или смесь металлических частиц с нейтральными газами. После этого лазерный луч переплавляет и спекает исходный материал, превращая его в пенометалл.
В итоге метод, разработанный в стенах «Сколтеха», позволит производить на 3D-принтере металлическую пену – главный материал при производстве различных фильтров, теплоотвода, систем вибро- и звукоизоляции
