На существующих моделях трехмерных принтеров можно напечатать практически все, что угодно и из каких угодно материалов. Однако эксперты из университета Гонконга нашли, чем удивить: они научились печатать изделия сложной формы из керамики, используя технологию 4D-печати.
Для начала давайте разберемся, в чем же заключается суть технологии 4D-печати: она позволяет сначала создавать детали по методике, похожей на ту, что используется в обычной трехмерной печати, но при этом потом получившиеся изделия будут менять форму при воздействии температуры, давления, света, магнитного поля и так далее.
Как сообщает редакция журнала Science Advances, для этих целей были даже разработаны особые керамические чернила. В их составе частицы керамики соединены с полимером, придающим пластичность. Как заявил ведущий автор исследования профессор Чжен Лю,
«На словах все довольно просто. Весь процесс можно сравнить с нанесением кремового топинга на торт. То, что получится зависит от вязкости крема, формы, температуры, применяемого давления, скорости выдавливания и еще массы параметров. Поэтому подобрать подходящие параметры в нашем случае было крайне непросто. У нас ушло на это два с половиной года.»
После многолетних испытаний ученым удалось создать эластичный керамический прекурсор и принтер для печати с использованием сразу двух методик: на первом этапе происходит создание заготовки, а на втором — доводка ее при помощи специальных условий. На этом этапе деформация происходит благодаря использованию кинетической энергии, заложенной в полимерной составляющей чернил.
В качестве демонстрации технологии, ученые напечатали ракушку, по форме напоминающую Сиднейский оперный театр
По заверению авторов, эластичные структуры могут растягиваться втрое без ослабления прочности. При этом после обжига в печи получившиеся детали сложно отличить от настоящей керамики.
