Структуру материала для 3D-печати можно программировать

Решив поискать идеи для своих экспериментов у природы, исследователи из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института тщательно изучили трубчатую и пористую макроструктуры травы, за счет которой она может устоять перед сильным ветром и сжатием.

Вдохновившись этой подсказкой, инженеры использовали керамическую пену для изготовления подобной конструкции на 3D-принтере. Им удалось создать сырье с программируемым уровнем пористости. Таким образом можно изготавливать прочные и в то же время легкие каркасные материалы, термоизоляцию или структуры для живых тканей.

В состав керамической пены для 3D-печати входят частицы алюминия, обычная вода и воздух. Ученые смогли изменить свойства материала и уровень деформации благодаря программному управлению его микроструктурой. Напечатанные 3D-принтером конструкции похожи на ячейки треугольной и шестиугольной формы, с разной геометрией, уровнями плотности и твердости.

В результате исследований появилась возможность создавать конструкции с разными свойствами, управляя лишь уровнем пористости. Благодаря такому открытию 3D-печать выходит на новый уровень. Теперь стало возможным сочетать контроль не только макроструктуры (конструкции предмета), но и микроструктуры (особенностей вещества).

С такой технологией ученые смогут создавать мультифункциональные материалы, свойства которых можно программировать, а их 3D-печать будет осуществляться всего лишь за одну стадию. Ученые планируют использовать не только керамическую пену, но и опробовать другие материалы – полимеры, металлы. Они назвали свою разработку важным шагом в масштабном производстве пористых материалов.