В США при помощи нейросетей и 3D-принтера создали уникальные тапочки
Бренд Syntilay представил инновационную модель обуви, которая была разработана с использованием технологий нейросетей и напечатана на 3D-принтере. В создании дизайна участвовал сооснователь Reebok Джо Фостер.
Syntilay стала первой компанией, выпустившей сгенерированную обувь в массовое производство. Профессиональный дизайнер разработал эскиз, после чего нейросеть Midjourney создала 3D-форму на его основе.
Каждая пара обуви уникальна. Syntilay отказалась от традиционных размеров. Перед заказом покупателям необходимо отсканировать стопу с помощью специального приложения для смартфона. Далее эти данные используются для печати обуви.
По словам авторов проекта, такой подход значительно ускоряет процесс создания обуви. Готовый продукт можно получить всего за несколько дней. В случае, если модель не подойдет заказчику, исправления также могут быть внесены быстро. Однако масштабирование подобного процесса может представлять сложности.
Обувь Syntilay доступна в 5 цветах: оранжевом, красном, бежевом, чёрном и сером. Цена одной пары составляет $150 (около 15 200 рублей).
Бренд Syntilay представил инновационную модель обуви, которая была разработана с использованием технологий нейросетей и напечатана на 3D-принтере. В создании дизайна участвовал сооснователь Reebok Джо Фостер.
Syntilay стала первой компанией, выпустившей сгенерированную обувь в массовое производство. Профессиональный дизайнер разработал эскиз, после чего нейросеть Midjourney создала 3D-форму на его основе.
Каждая пара обуви уникальна. Syntilay отказалась от традиционных размеров. Перед заказом покупателям необходимо отсканировать стопу с помощью специального приложения для смартфона. Далее эти данные используются для печати обуви.
По словам авторов проекта, такой подход значительно ускоряет процесс создания обуви. Готовый продукт можно получить всего за несколько дней. В случае, если модель не подойдет заказчику, исправления также могут быть внесены быстро. Однако масштабирование подобного процесса может представлять сложности.
Обувь Syntilay доступна в 5 цветах: оранжевом, красном, бежевом, чёрном и сером. Цена одной пары составляет $150 (около 15 200 рублей).
Исследователи создают 3D-принтер, оптимизированный для космических приложений
Доктор Жиль Бейлет и его команда в Школе инженерии Джеймса Уатта в Университете Глазго получили патент на прототип 3D-принтера, который был протестирован для работы в условиях невесомости. Помимо этого, эта система также предназначена для работы в вакууме космоса, что позволяет использовать ее за пределами космических кораблей и космических станций.
По данным Университета Глазго, исследовательская группа провела с комплектом три испытательных полета, которые позволили провести более 90 22-секундных периодов невесомости, что позволило им проверить, как он работает в условиях микрогравитации. 3D-принтеры впервые были использованы на орбите в 2014 году, что позволило астронавтам на борту Международной космической станции (МКС) печатать пластиковые детали и инструменты по мере необходимости.
Всего в прошлом году Европейское космическое агентство запустило металлический 3D-принтер и в настоящее время тестирует его на МКС, чтобы увидеть, как микрогравитация влияет на печать металлических деталей. Однако все это оборудование предназначено для использования в модулях МКС, которые находятся под давлением примерно на том же уровне, что и здесь, на Земле. «Аддитивное производство, или 3D-печать, способно производить удивительно сложные материалы быстро и с низкими затратами», — сказал доктор Бейлет. «Однако то, что хорошо работает здесь, на Земле, часто оказывается менее надежным в вакууме космоса, а 3D-печать никогда не осуществлялась за пределами герметичных модулей Международной космической станции. Нити в обычных 3D-принтерах часто ломаются или выходят из строя в условиях микрогравитации и вакуума, и эту проблему необходимо решить, прежде чем их можно будет надежно использовать в космосе».
Вместо использования типичной нити, используемой в большинстве земных 3D-принтеров, доктор Бейлет и его команда создали гранулированный материал, который можно легко втянуть в резервуар для сырья 3D-принтера и в сопло быстрее, чем другие материалы. Использование такого типа материала также предотвратит разрывы или застревание нити, что позволит ему работать более надежно и требовать меньшего контроля.
Помимо производства инструментов и деталей космических аппаратов на орбите, команда также представила себе печать других объектов, которые могли бы обеспечить новаторские достижения на суше. Сюда входят космические отражатели, которые могли бы собирать солнечную энергию на орбите и отражать ее на наземную станцию, что позволило бы создать круглосуточную солнечную электростанцию.
Доктор Бейлет также рассказал об использовании этого для производства фармацевтических продуктов, которые намного эффективнее тех, что у нас есть сейчас. «Кристаллы, выращенные в космосе, часто крупнее и более упорядочены, чем те, что производятся на Земле, поэтому орбитальные химические заводы могли бы производить новые или улучшенные лекарства для доставки обратно на поверхность», — говорит доктор Бейлет.
«Например, предполагалось, что инсулин, выращенный в космосе, может быть в девять раз эффективнее, что позволит диабетикам вводить его раз в три дня, а не три раза в день, как им часто приходится делать сегодня».
Если этот 3D-принтер окажется эффективным, он позволит астронавтам начать печатать более крупные объекты за пределами МКС. Это может произвести революцию в космических путешествиях, поскольку хрупкие и громоздкие объекты можно будет печатать в космосе, а не помещать на гигантские ракеты и запускать с поверхности. Если и когда мы вернемся на Луну, эта технология упростит лунное производство, и вскоре мы, возможно, начнем запускать ракеты на Марс с нашего естественного спутника.
Доктор Жиль Бейлет и его команда в Школе инженерии Джеймса Уатта в Университете Глазго получили патент на прототип 3D-принтера, который был протестирован для работы в условиях невесомости. Помимо этого, эта система также предназначена для работы в вакууме космоса, что позволяет использовать ее за пределами космических кораблей и космических станций.
По данным Университета Глазго, исследовательская группа провела с комплектом три испытательных полета, которые позволили провести более 90 22-секундных периодов невесомости, что позволило им проверить, как он работает в условиях микрогравитации. 3D-принтеры впервые были использованы на орбите в 2014 году, что позволило астронавтам на борту Международной космической станции (МКС) печатать пластиковые детали и инструменты по мере необходимости.
Всего в прошлом году Европейское космическое агентство запустило металлический 3D-принтер и в настоящее время тестирует его на МКС, чтобы увидеть, как микрогравитация влияет на печать металлических деталей. Однако все это оборудование предназначено для использования в модулях МКС, которые находятся под давлением примерно на том же уровне, что и здесь, на Земле. «Аддитивное производство, или 3D-печать, способно производить удивительно сложные материалы быстро и с низкими затратами», — сказал доктор Бейлет. «Однако то, что хорошо работает здесь, на Земле, часто оказывается менее надежным в вакууме космоса, а 3D-печать никогда не осуществлялась за пределами герметичных модулей Международной космической станции. Нити в обычных 3D-принтерах часто ломаются или выходят из строя в условиях микрогравитации и вакуума, и эту проблему необходимо решить, прежде чем их можно будет надежно использовать в космосе».
Вместо использования типичной нити, используемой в большинстве земных 3D-принтеров, доктор Бейлет и его команда создали гранулированный материал, который можно легко втянуть в резервуар для сырья 3D-принтера и в сопло быстрее, чем другие материалы. Использование такого типа материала также предотвратит разрывы или застревание нити, что позволит ему работать более надежно и требовать меньшего контроля.
Помимо производства инструментов и деталей космических аппаратов на орбите, команда также представила себе печать других объектов, которые могли бы обеспечить новаторские достижения на суше. Сюда входят космические отражатели, которые могли бы собирать солнечную энергию на орбите и отражать ее на наземную станцию, что позволило бы создать круглосуточную солнечную электростанцию.
Доктор Бейлет также рассказал об использовании этого для производства фармацевтических продуктов, которые намного эффективнее тех, что у нас есть сейчас. «Кристаллы, выращенные в космосе, часто крупнее и более упорядочены, чем те, что производятся на Земле, поэтому орбитальные химические заводы могли бы производить новые или улучшенные лекарства для доставки обратно на поверхность», — говорит доктор Бейлет.
«Например, предполагалось, что инсулин, выращенный в космосе, может быть в девять раз эффективнее, что позволит диабетикам вводить его раз в три дня, а не три раза в день, как им часто приходится делать сегодня».
Если этот 3D-принтер окажется эффективным, он позволит астронавтам начать печатать более крупные объекты за пределами МКС. Это может произвести революцию в космических путешествиях, поскольку хрупкие и громоздкие объекты можно будет печатать в космосе, а не помещать на гигантские ракеты и запускать с поверхности. Если и когда мы вернемся на Луну, эта технология упростит лунное производство, и вскоре мы, возможно, начнем запускать ракеты на Марс с нашего естественного спутника.
AditiveMinded_2025.pdf
205.4 KB
Деловая программа VIII специализированного проекта по аддитивным технологиям и 3D-сканированию в промышленности «ADDITIVE MINDED 2025: пробуждаем аппетит к переменам!»
Открывать AM 2025 доверено Центру аддитивных технологий Ростеха. Их полуторачасовые секции с докладами ведущих экспертов ряда предприятий в каждый из трех дней!
AM 2025 будет проходить 21 — 24 января 2025г. в ЦВК «Экспоцентр» на Красной Пресне параллельно с выставками RUPLASTICA, RECYCLING SOLUTIONS и UPAKEXPO. Регистрируйтесь и получайте свой билет здесь
Программа конференции есть и на сайте
Журнал "Аддитивные технологии" - информационный партнер, на конференции будет представлен первый номер этого года. Не пропустите!
Открывать AM 2025 доверено Центру аддитивных технологий Ростеха. Их полуторачасовые секции с докладами ведущих экспертов ряда предприятий в каждый из трех дней!
AM 2025 будет проходить 21 — 24 января 2025г. в ЦВК «Экспоцентр» на Красной Пресне параллельно с выставками RUPLASTICA, RECYCLING SOLUTIONS и UPAKEXPO. Регистрируйтесь и получайте свой билет здесь
Программа конференции есть и на сайте
Журнал "Аддитивные технологии" - информационный партнер, на конференции будет представлен первый номер этого года. Не пропустите!
Космические 3D-печатные костные имплантаты продемонстрировали преимущества над земными аналогами
Опубликованы результаты доклинических исследований костной ткани, изготовленной на борту российского сегмента Международной космической станции. Исследование стало возможным в том числе благодаря работе космонавтов с использованием технологии 3D-биопечати методом магнитной биофабрикации.
На борту российского сегмента МКС осуществлен синтез аналогов неорганической составляющей костной ткани с остеогенными факторами, также проведены контрольные эксперименты на Земле, сообщает пресс-служба Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова.
Геометрические параметры трехмерных структур разработаны на основе предварительных цифровых моделей с помощью моделирования распределений магнитных полей в трехмерном пространстве. Процесс сборки костной ткани осуществлялся в парамагнитной среде с содержанием солей гадолиния, применяемой для создания условий левитации диамагнитных объектов. Вещества на основе гадолиния, применяемые в эксперименте, являются нетоксичными и используются в качестве контрастного агента в магнитно-резонансной и компьютерной томографии.
Установлено, что воздействие магнитного поля в условиях микрогравитации оказывает большое влияние на формирование и рост кристаллов аналога неорганической составляющей костной ткани, что может быть связано с перераспределением ориентации комплексных соединений. Магнитное поле оказывает влияние на исходные комплексы, изменяя концентрацию компонентов системы в направлении магнитного поля, таким образом вызывая направленный рост ткани. Условия микрогравитации исключают конвекции любого вида и обеспечивают равномерное формирование структур синтетической ткани в осесимметричных условиях по центру «магнитной ловушки».
Экспериментальные образцы, полученные на МКС, возвращены на Землю для проведения доклинических испытаний на животных в модели критического дефекта черепа. Биологические тесты показали, что изготовленные в космосе образцы аналогов костных структур обладают более высоким остеоиндуктивным потенциалом в сравнении с образцами, полученными в условиях земной гравитации.
«Результаты данной работы наглядно продемонстрировали научную новизну и актуальность проводимых фундаментальных исследований в космосе. Разработанные космические материалы могут быть использованы для замещения и регенерации дефектов костной ткани как на Земле, так и в длительных космических миссиях», — прокомментировал руководитель проекта, профессор МГУ и директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев.
В работах принимали участие ученые ИМЕТ РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Первого Московского государственного медицинского университета имени М. М. Сеченова, Национального медицинского центра радиологии, Центра биомедицинского инжиниринга, лаборатории биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Казанского федерального университета.
Исследование получило грантовую поддержку Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Biomedical Technology.
Опубликованы результаты доклинических исследований костной ткани, изготовленной на борту российского сегмента Международной космической станции. Исследование стало возможным в том числе благодаря работе космонавтов с использованием технологии 3D-биопечати методом магнитной биофабрикации.
На борту российского сегмента МКС осуществлен синтез аналогов неорганической составляющей костной ткани с остеогенными факторами, также проведены контрольные эксперименты на Земле, сообщает пресс-служба Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова.
Геометрические параметры трехмерных структур разработаны на основе предварительных цифровых моделей с помощью моделирования распределений магнитных полей в трехмерном пространстве. Процесс сборки костной ткани осуществлялся в парамагнитной среде с содержанием солей гадолиния, применяемой для создания условий левитации диамагнитных объектов. Вещества на основе гадолиния, применяемые в эксперименте, являются нетоксичными и используются в качестве контрастного агента в магнитно-резонансной и компьютерной томографии.
Установлено, что воздействие магнитного поля в условиях микрогравитации оказывает большое влияние на формирование и рост кристаллов аналога неорганической составляющей костной ткани, что может быть связано с перераспределением ориентации комплексных соединений. Магнитное поле оказывает влияние на исходные комплексы, изменяя концентрацию компонентов системы в направлении магнитного поля, таким образом вызывая направленный рост ткани. Условия микрогравитации исключают конвекции любого вида и обеспечивают равномерное формирование структур синтетической ткани в осесимметричных условиях по центру «магнитной ловушки».
Экспериментальные образцы, полученные на МКС, возвращены на Землю для проведения доклинических испытаний на животных в модели критического дефекта черепа. Биологические тесты показали, что изготовленные в космосе образцы аналогов костных структур обладают более высоким остеоиндуктивным потенциалом в сравнении с образцами, полученными в условиях земной гравитации.
«Результаты данной работы наглядно продемонстрировали научную новизну и актуальность проводимых фундаментальных исследований в космосе. Разработанные космические материалы могут быть использованы для замещения и регенерации дефектов костной ткани как на Земле, так и в длительных космических миссиях», — прокомментировал руководитель проекта, профессор МГУ и директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев.
В работах принимали участие ученые ИМЕТ РАН, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Первого Московского государственного медицинского университета имени М. М. Сеченова, Национального медицинского центра радиологии, Центра биомедицинского инжиниринга, лаборатории биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Казанского федерального университета.
Исследование получило грантовую поддержку Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Biomedical Technology.
Прочнее и дешевле: в Политехе предложили новый подход к производству колёсных дисков
Новый подход к производству ободов автомобильных колёс предложили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Благодаря технологии электродугового выращивания специалисты напечатали обод колеса с помощью проволоки из алюминиевого сплава 5556. Стендовые испытания показали, что полученные изделия прочнее тестовых образцов, изготовленных с помощью традиционного литья. Это серьезный вклад в безопасность дорожного движения, отмечают специалисты. Тестовые испытания провели на площадке томского предприятия Khomen Wheels.
Практически каждый водитель сталкивался с неприятными последствиями при попадании колеса автомобиля в дорожную яму. Зачастую такие удары приводят к повреждению обода диска и оборачиваются ремонтом или заменой. Инженеры всего мира ищут способ увеличения прочности колес. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили принципиально новый подход к производству ободов. Специалисты создали экспериментальный обод колесного диска с помощью технологии электродугового выращивания из алюминиевой проволоки.
Сейчас существуют три типовых технологии изготовления алюминиевых колёсных дисков. Во-первых, это литье под низким давлением, при котором жидкий металл заливают в пресс-форму. Во-вторых, существует технология «flow forming», которая сочетает в себе технологию литья с последующей обработкой обода путём «вытягивания». Наконец, некоторые диски путём механической обработки изготавливают из поковок (так называют заготовку, полученную с помощью свободной ковки или горячей объёмной штамповки). В Политехе Петра изучают перспективы использования аддитивных технологий.
За основу специалисты взяли алюминиевую проволоку из сплава 5556 диаметром 1,2 мм, которую предоставила компания ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Проволока изготовлена по уникальной технологии из длинномерной литой заготовки методом электромагнитной кристаллизации.
С помощью электродугового выращивания изготовили заготовки ободов диска. В основе технологии 3D-печати металлических изделий лежит плавление проволоки за счёт электрической дуги, движение печатающего инструмента осуществляется промышленным роботом слой за слоем по заданной программе — 3D-модели изделия, в данном случае обода. Так вырастает будущее изделие. Несмотря на кажущуюся очевидность процесса, за разработкой стоят годы научных изысканий и экспериментов. На прочность изделия влияет выверенное сочетание скорости движения роботизированной руки, а также скорость подачи проволоки, температура плавления, состав металла и т.д.
Для проведения испытаний специалисты подготовили пять сборок однотипных колёсных дисков размером 6,5J*14Н2. Четыре литых диска изготовили на производстве Khomen Wheels, а пятый собрали из литой «звёздочки» и выращенного из проволоки обода. На диски надели покрышку R14 215/70, давление в колесе составило 200 кПа. Колесо разместили на специальном стенде, имитирующем нагрузку. На него с различной скоростью и высотой падал груз. Такие испытания имитируют попадание автомобиля в яму при движении.
"Серия экспериментов показала, что при высокой нагрузке от идентичных ударов выращенный нами обод в колесе прогнулся на 4 мм меньше, чем литой при тех же условиях. При этом колесо с выращенным ободом не полностью потеряло давление, а сохранило остаточное, что более безопасно для дорожного движения. При аналогичной нагрузке колесо с литым диском не сохранило воздуха, — отметил заведующий Лабораторией лёгких материалов и конструкций СПбПУ Олег Панченко.
Подобных разработок — 3D-печати ободов для автомобильных дисков в мире нет, подчёркивают учёные. По их словам, разработанная технология 3D-печати имеет себестоимость готового обода на уровне изделий, созданных традиционным путём, однако, обеспечивает более высокий уровень безопасности.
Новый подход к производству ободов автомобильных колёс предложили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Благодаря технологии электродугового выращивания специалисты напечатали обод колеса с помощью проволоки из алюминиевого сплава 5556. Стендовые испытания показали, что полученные изделия прочнее тестовых образцов, изготовленных с помощью традиционного литья. Это серьезный вклад в безопасность дорожного движения, отмечают специалисты. Тестовые испытания провели на площадке томского предприятия Khomen Wheels.
Практически каждый водитель сталкивался с неприятными последствиями при попадании колеса автомобиля в дорожную яму. Зачастую такие удары приводят к повреждению обода диска и оборачиваются ремонтом или заменой. Инженеры всего мира ищут способ увеличения прочности колес. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили принципиально новый подход к производству ободов. Специалисты создали экспериментальный обод колесного диска с помощью технологии электродугового выращивания из алюминиевой проволоки.
Сейчас существуют три типовых технологии изготовления алюминиевых колёсных дисков. Во-первых, это литье под низким давлением, при котором жидкий металл заливают в пресс-форму. Во-вторых, существует технология «flow forming», которая сочетает в себе технологию литья с последующей обработкой обода путём «вытягивания». Наконец, некоторые диски путём механической обработки изготавливают из поковок (так называют заготовку, полученную с помощью свободной ковки или горячей объёмной штамповки). В Политехе Петра изучают перспективы использования аддитивных технологий.
За основу специалисты взяли алюминиевую проволоку из сплава 5556 диаметром 1,2 мм, которую предоставила компания ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики». Проволока изготовлена по уникальной технологии из длинномерной литой заготовки методом электромагнитной кристаллизации.
С помощью электродугового выращивания изготовили заготовки ободов диска. В основе технологии 3D-печати металлических изделий лежит плавление проволоки за счёт электрической дуги, движение печатающего инструмента осуществляется промышленным роботом слой за слоем по заданной программе — 3D-модели изделия, в данном случае обода. Так вырастает будущее изделие. Несмотря на кажущуюся очевидность процесса, за разработкой стоят годы научных изысканий и экспериментов. На прочность изделия влияет выверенное сочетание скорости движения роботизированной руки, а также скорость подачи проволоки, температура плавления, состав металла и т.д.
Для проведения испытаний специалисты подготовили пять сборок однотипных колёсных дисков размером 6,5J*14Н2. Четыре литых диска изготовили на производстве Khomen Wheels, а пятый собрали из литой «звёздочки» и выращенного из проволоки обода. На диски надели покрышку R14 215/70, давление в колесе составило 200 кПа. Колесо разместили на специальном стенде, имитирующем нагрузку. На него с различной скоростью и высотой падал груз. Такие испытания имитируют попадание автомобиля в яму при движении.
"Серия экспериментов показала, что при высокой нагрузке от идентичных ударов выращенный нами обод в колесе прогнулся на 4 мм меньше, чем литой при тех же условиях. При этом колесо с выращенным ободом не полностью потеряло давление, а сохранило остаточное, что более безопасно для дорожного движения. При аналогичной нагрузке колесо с литым диском не сохранило воздуха, — отметил заведующий Лабораторией лёгких материалов и конструкций СПбПУ Олег Панченко.
Подобных разработок — 3D-печати ободов для автомобильных дисков в мире нет, подчёркивают учёные. По их словам, разработанная технология 3D-печати имеет себестоимость готового обода на уровне изделий, созданных традиционным путём, однако, обеспечивает более высокий уровень безопасности.
Ученые Пермского Политеха улучшили процесс проектирования биоразлагаемых костных имплантатов
Трансплантация костной ткани занимает второе место в мире среди операций по протезированию. В настоящее время один из наиболее перспективных подходов — регенеративная медицина, которая включает в себя восстановление костных тканей с использованием биоразлагаемых полимерных каркасов (скаффолдов). Такой подход особенно востребован в ортопедии, травматологии, хирургии, стоматологии и нейроонкологии. После имплантации каркасы напрямую взаимодействуют с окружающими тканями и находятся в физиологической среде, что приводит к их постепенному разложению. От особенностей структуры таких биомедицинских конструкций зависит скорость их разрушения, что необходимо учитывать для корректного процесса их эксплуатации. Ученые Пермского Политеха провели экспериментальные исследования поведения таких имплантатов при воздействии физиологических сред, чтобы повысить точность и эффективность их проектирования.
Статья опубликована в журнале «Polymers» № 16 за 2024 год. Исследование выполнено в рамках государственного задания Минобрнауки РФ на выполнение фундаментальных научных исследований.
Аддитивные технологии открывают новые возможности для создания биосовместимых имплантатов, которые требуются для восстановления целостности и первоначальных свойств поврежденной костной ткани пациента. Полимерные материалы считаются наиболее перспективными для их изготовления, потому что имеют необходимые характеристики биосовместимости и способности к постепенному растворению.
Имплантат, находясь в длительном контакте со средой в человеческом теле, должен обладать достаточной механической прочностью. Пористые структуры — скаффолды — за счет поддержки окружающих тканей позволяют ускорить процесс регенерации. После вживления на внутренней поверхности полимерного имплантата начинает формироваться костная ткань, а он сам постепенно деградирует. Для успешной реабилитации важно, чтобы скорость этих процессов была сопоставима друг с другом.
Этот процесс зависит от биохимических свойств материала, внутренней структуры каркаса и его условий нагружения. Из-за того, что имплантаты обладают сложной архитектурой, которая разрабатывается под индивидуальные особенности конкретного пациента, скорость разложения для разных имплантатов будет сильно отличаться. Чтобы изготовить качественный протез, необходимо прогнозировать процесс еще на этапе проектирования.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Донского государственного технического университета исследовали цельные образцы из полимерных материалов и прототипы скаффолдов, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Все образцы в течение разных периодов времени (от 3 до 14 дней) выдерживали в жидкой среде при различных температурах для имитации нахождения в теле человека. Микрокомпьютерная томография прототипов показала, что даже на ранних стадиях взаимодействия начинается эрозия поверхности. Это значит, что при эксплуатации в реальных условиях структура будет деградировать быстрее за счет циркуляции жидкости в организме. Это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы имплантат не деградировал слишком быстро.
— При 37 °C снижение свойств цельных образцов составило не более 16%, а для скаффолдов — всего 4%. При повышенной температуре 45 °C эти показатели составили 47% и 16%, соответственно. Это означает, что механические свойства полимерных каркасов снижаются медленнее, поскольку характеристики таких структур определяются не только свойствами материала, но и особенностями внутренней архитектуры, — поясняет Наталия Еленская, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
— Полученные новые данные расширяют наше представление о механизмах резорбции, протекающих в таких конструкциях, а значит и наши возможности по контролю этого процесса. Результаты исследования полезны для разработки полимерных костных имплантатов с учетом влияния процесса деградации на их структурную целостность, — комментирует М
Трансплантация костной ткани занимает второе место в мире среди операций по протезированию. В настоящее время один из наиболее перспективных подходов — регенеративная медицина, которая включает в себя восстановление костных тканей с использованием биоразлагаемых полимерных каркасов (скаффолдов). Такой подход особенно востребован в ортопедии, травматологии, хирургии, стоматологии и нейроонкологии. После имплантации каркасы напрямую взаимодействуют с окружающими тканями и находятся в физиологической среде, что приводит к их постепенному разложению. От особенностей структуры таких биомедицинских конструкций зависит скорость их разрушения, что необходимо учитывать для корректного процесса их эксплуатации. Ученые Пермского Политеха провели экспериментальные исследования поведения таких имплантатов при воздействии физиологических сред, чтобы повысить точность и эффективность их проектирования.
Статья опубликована в журнале «Polymers» № 16 за 2024 год. Исследование выполнено в рамках государственного задания Минобрнауки РФ на выполнение фундаментальных научных исследований.
Аддитивные технологии открывают новые возможности для создания биосовместимых имплантатов, которые требуются для восстановления целостности и первоначальных свойств поврежденной костной ткани пациента. Полимерные материалы считаются наиболее перспективными для их изготовления, потому что имеют необходимые характеристики биосовместимости и способности к постепенному растворению.
Имплантат, находясь в длительном контакте со средой в человеческом теле, должен обладать достаточной механической прочностью. Пористые структуры — скаффолды — за счет поддержки окружающих тканей позволяют ускорить процесс регенерации. После вживления на внутренней поверхности полимерного имплантата начинает формироваться костная ткань, а он сам постепенно деградирует. Для успешной реабилитации важно, чтобы скорость этих процессов была сопоставима друг с другом.
Этот процесс зависит от биохимических свойств материала, внутренней структуры каркаса и его условий нагружения. Из-за того, что имплантаты обладают сложной архитектурой, которая разрабатывается под индивидуальные особенности конкретного пациента, скорость разложения для разных имплантатов будет сильно отличаться. Чтобы изготовить качественный протез, необходимо прогнозировать процесс еще на этапе проектирования.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Донского государственного технического университета исследовали цельные образцы из полимерных материалов и прототипы скаффолдов, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Все образцы в течение разных периодов времени (от 3 до 14 дней) выдерживали в жидкой среде при различных температурах для имитации нахождения в теле человека. Микрокомпьютерная томография прототипов показала, что даже на ранних стадиях взаимодействия начинается эрозия поверхности. Это значит, что при эксплуатации в реальных условиях структура будет деградировать быстрее за счет циркуляции жидкости в организме. Это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы имплантат не деградировал слишком быстро.
— При 37 °C снижение свойств цельных образцов составило не более 16%, а для скаффолдов — всего 4%. При повышенной температуре 45 °C эти показатели составили 47% и 16%, соответственно. Это означает, что механические свойства полимерных каркасов снижаются медленнее, поскольку характеристики таких структур определяются не только свойствами материала, но и особенностями внутренней архитектуры, — поясняет Наталия Еленская, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
— Полученные новые данные расширяют наше представление о механизмах резорбции, протекающих в таких конструкциях, а значит и наши возможности по контролю этого процесса. Результаты исследования полезны для разработки полимерных костных имплантатов с учетом влияния процесса деградации на их структурную целостность, — комментирует М
В Японии открыли новый материал с нетрадиционной сверхпроводимостью
JAC: сплав железа, никеля и циркония показал необычные сверхпроводящие свойства
Японские ученые из Токийского столичного университета открыли новый сверхпроводящий материал, представляющий собой цирконид — сплав железа, никеля и циркония. Он продемонстрировал признаки так называемой нетрадиционной сверхпроводимости, которая может существовать при относительно высоких температурах. Исследование опубликовано в научном издании Journal of Alloys and Compounds (JAC).
Сверхпроводники используются в передовых технологиях, от магнитов в медицинских приборах до систем магнитной подвески транспорта. Однако для достижения нулевого сопротивления при передаче энергии им требует охлаждение до -269°C, что ограничивает применение этой технологии.
Ученые ищут сверхпроводящие материалы, способные работать при пороге -196°C, что позволит использовать для их охлаждения жидкий азот вместо дорогостоящего жидкого гелия.
В новом исследовании команда впервые обнаружила, что поликристаллический сплав железа, никеля и циркония проявляет сверхпроводящие свойства. При этом ни цирконид железа, ни цирконид никеля не обладают сверхпроводимостью в кристаллической форме.
Ученые обнаружили, что новый цирконид имеет ту же кристаллическую структуру, что тетрагональные циркониды переходных металлов — перспективных сверхпроводников.
Получившийся сплав также показал куполообразную диаграмму сверхпроводимости, в которой температура сверхпроходящего перехода сначала повышалась, а потом снова падала. Подобная форма служит многообещающим признаком нетрадиционной сверхпроводимости, отметили исследователи.
По словам специалистов, их открытие может способствовать созданию передовых материалов для сверхпроводящих устройств нового поколения.
JAC: сплав железа, никеля и циркония показал необычные сверхпроводящие свойства
Японские ученые из Токийского столичного университета открыли новый сверхпроводящий материал, представляющий собой цирконид — сплав железа, никеля и циркония. Он продемонстрировал признаки так называемой нетрадиционной сверхпроводимости, которая может существовать при относительно высоких температурах. Исследование опубликовано в научном издании Journal of Alloys and Compounds (JAC).
Сверхпроводники используются в передовых технологиях, от магнитов в медицинских приборах до систем магнитной подвески транспорта. Однако для достижения нулевого сопротивления при передаче энергии им требует охлаждение до -269°C, что ограничивает применение этой технологии.
Ученые ищут сверхпроводящие материалы, способные работать при пороге -196°C, что позволит использовать для их охлаждения жидкий азот вместо дорогостоящего жидкого гелия.
В новом исследовании команда впервые обнаружила, что поликристаллический сплав железа, никеля и циркония проявляет сверхпроводящие свойства. При этом ни цирконид железа, ни цирконид никеля не обладают сверхпроводимостью в кристаллической форме.
Ученые обнаружили, что новый цирконид имеет ту же кристаллическую структуру, что тетрагональные циркониды переходных металлов — перспективных сверхпроводников.
Получившийся сплав также показал куполообразную диаграмму сверхпроводимости, в которой температура сверхпроходящего перехода сначала повышалась, а потом снова падала. Подобная форма служит многообещающим признаком нетрадиционной сверхпроводимости, отметили исследователи.
По словам специалистов, их открытие может способствовать созданию передовых материалов для сверхпроводящих устройств нового поколения.
Журнал «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» - информационный партнер главного зимнего мероприятия в сфере аддитивного производства - ADDITIVE MINDED 2025 - специализированный проект по аддитивным технологиям и 3D-сканированию в промышленности .
На выставке представлен самый свежий номер - №1/2025г. Не пропустите!
На выставке представлен самый свежий номер - №1/2025г. Не пропустите!
at_1_2025_2.pdf
63.4 MB
Вышел первый номер 2025 года журнала «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ».
Основные темы номера:
• Системный подход к развитию аддитивных технологий в России
• АТ для достижения технологического лидерства
• Аддитивная трансформация строительной отрасли: ожидание и реальность
• АТ в медицине
• Аддитивное производство: итоги 2024 года
• Итоги выставки Formnext 2024
• Контроль геометрии отливок
• Механические и термические свойства ПЭТГ пластика для экструзионной аддитивной технологии
Основные темы номера:
• Системный подход к развитию аддитивных технологий в России
• АТ для достижения технологического лидерства
• Аддитивная трансформация строительной отрасли: ожидание и реальность
• АТ в медицине
• Аддитивное производство: итоги 2024 года
• Итоги выставки Formnext 2024
• Контроль геометрии отливок
• Механические и термические свойства ПЭТГ пластика для экструзионной аддитивной технологии
В Израиле создали реалистичные растительные стейки с помощью 3D-принтера
Израильские учёные разработали инновационный метод производства искусственного мяса. Он позволяет создавать реалистичные стейки, включая бараньи отбивные, говядину Вагю и филе ягнёнка. Все продукты изготовлены из растительных белков, выращенных в лаборатории, с использованием 3D-принтера.
Учёные применили новую технологию формирования для пищевой промышленности, основанную на методе «литья под давлением». Он обычно используется в полимерной промышленности. Метод позволяет производить детали путём впрыскивания расплавленного материала в формы. Кроме того, исследователи использовали альтернативный подход к 3D-печати, который наращивает съедобную массу.
Процесс включает в себя цифровое сканирование настоящих стейков для создания точных форм, которые затем заполняются 2 синтетическими материалами: один имитирует животный жир, другой — мясную ткань. Эти материалы сделаны из растительного белка, включая сою, горох и картофель.
В ходе вкусового теста, в котором участвовали 23 добровольца из разных стран, искусственное мясо получило в среднем 9 баллов по шкале от 0 до 20, в то время как фермерская говядина набрала 10 баллов. Участники отметили более мягкую текстуру и интенсивный цвет растительных стейков. Тем не менее, 67% предпочли говядину, а 43% — растительные альтернативы.
Исследователи утверждают, что их метод более экономически эффективен: стоимость производства составляет $9 (примерно 900 рублей) за кг по сравнению с $38 (около 3 800 рублей) за аналогичное количество при использовании традиционной 3D-печати. Учёные считают, что их работа открывает новые горизонты для масштабируемых решений на рынке альтернативного мяса.
Израильские учёные разработали инновационный метод производства искусственного мяса. Он позволяет создавать реалистичные стейки, включая бараньи отбивные, говядину Вагю и филе ягнёнка. Все продукты изготовлены из растительных белков, выращенных в лаборатории, с использованием 3D-принтера.
Учёные применили новую технологию формирования для пищевой промышленности, основанную на методе «литья под давлением». Он обычно используется в полимерной промышленности. Метод позволяет производить детали путём впрыскивания расплавленного материала в формы. Кроме того, исследователи использовали альтернативный подход к 3D-печати, который наращивает съедобную массу.
Процесс включает в себя цифровое сканирование настоящих стейков для создания точных форм, которые затем заполняются 2 синтетическими материалами: один имитирует животный жир, другой — мясную ткань. Эти материалы сделаны из растительного белка, включая сою, горох и картофель.
В ходе вкусового теста, в котором участвовали 23 добровольца из разных стран, искусственное мясо получило в среднем 9 баллов по шкале от 0 до 20, в то время как фермерская говядина набрала 10 баллов. Участники отметили более мягкую текстуру и интенсивный цвет растительных стейков. Тем не менее, 67% предпочли говядину, а 43% — растительные альтернативы.
Исследователи утверждают, что их метод более экономически эффективен: стоимость производства составляет $9 (примерно 900 рублей) за кг по сравнению с $38 (около 3 800 рублей) за аналогичное количество при использовании традиционной 3D-печати. Учёные считают, что их работа открывает новые горизонты для масштабируемых решений на рынке альтернативного мяса.
Nike RTFKT представляет последнюю коллекцию кроссовок, напечатанных на 3D-принтере
RTFKT, цифровая студия создания Nike, выпускает свой последний проект в партнерстве с производителем 3D-печатной обуви Zellerfeld. Коллекция под названием MNLTH X Blade Drop включает шесть новых дизайнов кроссовок, включая RTFKT Dunk, CodeX Dunk, CYBR Stomper, Bladed Dragon, Undead Evo и Reptile Evo.
Выпуск использует систему на основе токенов, где клиенты могут использовать токены MNLTH X для доступа к покупкам до шести пар кроссовок. В то время как большинство дизайнов требуют токены для покупки, RTFKT Dunk будет доступен широкой публике через веб-сайт Zellerfeld.
Этот запуск знаменует собой завершение деятельности RTFKT после того, как Nike объявила о закрытии студии в начале этого месяца. RTFKT, приобретенная Nike в 2021 году, была основана в 2019 году Бенуа Паготто, Крисом Ле и Стивеном Василевым. Студия специализировалась на создании продуктов, которые сочетали моду и игры с использованием игровых движков, NFT, аутентификации на основе блокчейна и дополненной реальности.
В рамках сотрудничества используется технология 3D-печати Zellerfeld, которая ранее использовалась для производства кроссовок Nike Air Max 1000 в ноябре. Zellerfeld, базирующаяся в Гамбурге, Германия, недавно вывела свою платформу из стадии бета-тестирования, представив то, что она называет «YouTube of Shoes» — платформу, на которую дизайнеры могут загружать и создавать свои проекты обуви.
По словам генерального директора Zellerfeld Корнелиуса Шмитта, платформа направлена на «уничтожение традиционных финансовых и логистических барьеров» в создании обуви. Новая программа компании позволяет дизайнерам и брендам быстро выводить концепции на рынок, предлагая потребителям доступ к более широкому ассортименту обуви. Источник
RTFKT, цифровая студия создания Nike, выпускает свой последний проект в партнерстве с производителем 3D-печатной обуви Zellerfeld. Коллекция под названием MNLTH X Blade Drop включает шесть новых дизайнов кроссовок, включая RTFKT Dunk, CodeX Dunk, CYBR Stomper, Bladed Dragon, Undead Evo и Reptile Evo.
Выпуск использует систему на основе токенов, где клиенты могут использовать токены MNLTH X для доступа к покупкам до шести пар кроссовок. В то время как большинство дизайнов требуют токены для покупки, RTFKT Dunk будет доступен широкой публике через веб-сайт Zellerfeld.
Этот запуск знаменует собой завершение деятельности RTFKT после того, как Nike объявила о закрытии студии в начале этого месяца. RTFKT, приобретенная Nike в 2021 году, была основана в 2019 году Бенуа Паготто, Крисом Ле и Стивеном Василевым. Студия специализировалась на создании продуктов, которые сочетали моду и игры с использованием игровых движков, NFT, аутентификации на основе блокчейна и дополненной реальности.
В рамках сотрудничества используется технология 3D-печати Zellerfeld, которая ранее использовалась для производства кроссовок Nike Air Max 1000 в ноябре. Zellerfeld, базирующаяся в Гамбурге, Германия, недавно вывела свою платформу из стадии бета-тестирования, представив то, что она называет «YouTube of Shoes» — платформу, на которую дизайнеры могут загружать и создавать свои проекты обуви.
По словам генерального директора Zellerfeld Корнелиуса Шмитта, платформа направлена на «уничтожение традиционных финансовых и логистических барьеров» в создании обуви. Новая программа компании позволяет дизайнерам и брендам быстро выводить концепции на рынок, предлагая потребителям доступ к более широкому ассортименту обуви. Источник
Впервые двухэтажный дом напечатали на большом 3D-принтере за 12 дней
Эволюция 3D-печати: как новая технология сокращает сроки строительства жилья и экономит ресурсы
Трехквартирный социальный дом площадью 330 м2, расположенный в Лауте, Восточная Ирландия, стал ярким примером возможностей 3D-печати, сообщает Cobod. Проект включает три отдельных двухэтажных дома площадью 110 м2 каждый. На его строительство ушло всего 132 рабочих дня — на 35% быстрее, чем при традиционном строительстве аналогичных домов.
По словам COBOD, компании-разработчика 3D-принтера BOD2, около 50% времени удалось сэкономить благодаря 3D-печати стен, на них ушло всего 12 дней. Остальное время удалось сэкономить благодаря тому, что технология 3D-печати очень точная. Это позволяет сразу предусмотреть и встроить перегородки, перекрытия и элементы для поддержания крыши еще на стадии проектирования.
Для сравнения, строительство таких домов традиционным способом в среднем занимает около 200 рабочих дней.
Стены дома напечатаны принтером, который слоями наносит цементоподобную смесь, формируя структуру здания. На возведение первого этажа ушло семь дней, а верхнего — пять. После этого строители завершили работу, установив крышу, окна, двери, проводку и прочие системы.
Инженеры отмечают, что 3D-печать может создавать жилье, не уступающее традиционным домам. Кухня и другие интерьеры выглядят современно, а стены лишены характерных ребристых текстур, часто встречающихся в более дорогих 3D-проектах или при ручной работе.
После строительства первого дома, инженеры внесли изменения в процесс и планирует сократить время печати аналогичных объектов до девяти дней. Снижение сроков строительства делает эту технологию особенно привлекательной для социальных и массовых жилищных проектов.
Эволюция 3D-печати: как новая технология сокращает сроки строительства жилья и экономит ресурсы
Трехквартирный социальный дом площадью 330 м2, расположенный в Лауте, Восточная Ирландия, стал ярким примером возможностей 3D-печати, сообщает Cobod. Проект включает три отдельных двухэтажных дома площадью 110 м2 каждый. На его строительство ушло всего 132 рабочих дня — на 35% быстрее, чем при традиционном строительстве аналогичных домов.
По словам COBOD, компании-разработчика 3D-принтера BOD2, около 50% времени удалось сэкономить благодаря 3D-печати стен, на них ушло всего 12 дней. Остальное время удалось сэкономить благодаря тому, что технология 3D-печати очень точная. Это позволяет сразу предусмотреть и встроить перегородки, перекрытия и элементы для поддержания крыши еще на стадии проектирования.
Для сравнения, строительство таких домов традиционным способом в среднем занимает около 200 рабочих дней.
Стены дома напечатаны принтером, который слоями наносит цементоподобную смесь, формируя структуру здания. На возведение первого этажа ушло семь дней, а верхнего — пять. После этого строители завершили работу, установив крышу, окна, двери, проводку и прочие системы.
Инженеры отмечают, что 3D-печать может создавать жилье, не уступающее традиционным домам. Кухня и другие интерьеры выглядят современно, а стены лишены характерных ребристых текстур, часто встречающихся в более дорогих 3D-проектах или при ручной работе.
После строительства первого дома, инженеры внесли изменения в процесс и планирует сократить время печати аналогичных объектов до девяти дней. Снижение сроков строительства делает эту технологию особенно привлекательной для социальных и массовых жилищных проектов.
Сергей Собянин рассказал о новом оборудовании для инженерных и ИТ-классов
В инженерных лабораториях и на ИТ-полигонах установили учебные модульные станции для 3D-печати из пластика, фрезерных работ по дереву и металлу, лазерной гравировки на разных поверхностях, а также универсальные настольные лазерные резчики. Благодаря новому оборудованию старшеклассники смогут создавать детали для собственных проектов — роботов, корпусов для девайсов и других устройств.
«Больше 230 московских учебных заведений получили станки с числовым программным управлением — всего свыше 1,4 тысячи. Установлены учебные модульные станции для 3D-печати из пластика, фрезерных работ по дереву и металлу, лазерной гравировки на разных поверхностях. Конструкции перестраиваются за пять минут и позволяют старшеклассникам создавать детали для своих проектов», — написал Мэр Москвы в своем телеграм-канале.
Школьники осваивают процессы аддитивного и субтрактивного производства: 3D-печать, фрезерование, точение, сверление, шлифование. Они учатся работать с различными материалами: стеклом, керамикой, металлом, пластиком, деревом, акрилом, кожей, МДФ, резиной, тканями.
«Новое оборудование познакомит будущих инженеров и ИТ-специалистов с различными технологиями современного производства, поможет закрепить теоретические знания на практике. Кроме того, педагоги смогут использовать эти станки не только на предпрофессиональных спецкурсах, но и на уроках труда в основной школе, что позволит сделать их более интересными и современными», — рассказала «Российской газете» Олеся Лукашук, первый заместитель руководителя Департамента образования и науки Москвы.
Сегодня в инженерных и ИТ-классах обучается более 19 тысяч старшеклассников. Они углубленно изучают математику, информатику и физику, а также получают практические навыки на специализированных курсах.
«В предпрофессиональных классах с каждым годом становится больше учеников. Мы ежегодно актуализируем содержание образовательных программ и продолжаем обновлять и развивать базу учебно-лабораторного оборудования, которое позволяет старшеклассникам осваивать практические навыки. Помимо оборудования для инженерных и ИТ-классов, в этом году закупили более восьми тысяч единиц оборудования для медицинских классов. А в прошлом году в столичных школах с авиастроительным направлением появились новые тренировочные беспилотники», — сообщил телеканалу «Москва 24» Михаил Силантьев, директор Института развития профильного обучения Московского городского педагогического университета.
В инженерных лабораториях и на ИТ-полигонах установили учебные модульные станции для 3D-печати из пластика, фрезерных работ по дереву и металлу, лазерной гравировки на разных поверхностях, а также универсальные настольные лазерные резчики. Благодаря новому оборудованию старшеклассники смогут создавать детали для собственных проектов — роботов, корпусов для девайсов и других устройств.
«Больше 230 московских учебных заведений получили станки с числовым программным управлением — всего свыше 1,4 тысячи. Установлены учебные модульные станции для 3D-печати из пластика, фрезерных работ по дереву и металлу, лазерной гравировки на разных поверхностях. Конструкции перестраиваются за пять минут и позволяют старшеклассникам создавать детали для своих проектов», — написал Мэр Москвы в своем телеграм-канале.
Школьники осваивают процессы аддитивного и субтрактивного производства: 3D-печать, фрезерование, точение, сверление, шлифование. Они учатся работать с различными материалами: стеклом, керамикой, металлом, пластиком, деревом, акрилом, кожей, МДФ, резиной, тканями.
«Новое оборудование познакомит будущих инженеров и ИТ-специалистов с различными технологиями современного производства, поможет закрепить теоретические знания на практике. Кроме того, педагоги смогут использовать эти станки не только на предпрофессиональных спецкурсах, но и на уроках труда в основной школе, что позволит сделать их более интересными и современными», — рассказала «Российской газете» Олеся Лукашук, первый заместитель руководителя Департамента образования и науки Москвы.
Сегодня в инженерных и ИТ-классах обучается более 19 тысяч старшеклассников. Они углубленно изучают математику, информатику и физику, а также получают практические навыки на специализированных курсах.
«В предпрофессиональных классах с каждым годом становится больше учеников. Мы ежегодно актуализируем содержание образовательных программ и продолжаем обновлять и развивать базу учебно-лабораторного оборудования, которое позволяет старшеклассникам осваивать практические навыки. Помимо оборудования для инженерных и ИТ-классов, в этом году закупили более восьми тысяч единиц оборудования для медицинских классов. А в прошлом году в столичных школах с авиастроительным направлением появились новые тренировочные беспилотники», — сообщил телеканалу «Москва 24» Михаил Силантьев, директор Института развития профильного обучения Московского городского педагогического университета.
Новую методику испытаний композиционных материалов разработали в Перми
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали методику для определения ключевых параметров, влияющих на качество и характеристики будущего изделия из полимерных композиционных материалов, а ее применение в 2 раза сокращает время на производственные испытания, сообщается в пресс-релизе вуза.
При изготовлении композитного материала в качестве основы (связующего) используют смолу, в которую постепенно добавляют различные укрепляющие наполнители, например углеродное волокно, которое стало востребовано из-за его уникальных характеристик — высокой прочности, малого веса, гибкости, термической и химической стойкости. Углепластик успешно и эффективно применяют для создания более легких и долговечных деталей авиационной и ракетной техники.
Важнейший этап внедрения получаемого материала в части летательного аппарата — это проведение испытаний и изучение его физико-химических характеристик. Так исследуют плотность, толщину слоев, степень полимеризации и содержание полимерного связующего в составе. При этом от последних двух параметров зависят эксплуатационные свойства и безотказная надежность всей конструкции.
Выделяют несколько основных методов определения содержания полимера в материалах из углепластика, но каждый из них имеет свои недостатки — пониженную точность, бóльшую длительность испытания или серьезную опасность для специалиста во время использования кислот при высоких температурах. В настоящее время для серийного производства деталей из полимерных композитов необходим достоверный и наименее времязатратный способ.
Ученые Пермского Политеха разработали и предлагают использовать для этого технологию низкотемпературного сольволиза, которая заключается в использовании индивидуальных химических сред, которые инициируют ускорение разрушения полимерной сетки, при этом сохраняя поверхность армирующего наполнителя.
Для исследования изготовили растворные составы, включающие серную кислоту, пероксид водорода и специальные добавки — инициаторы реакции, позволяющие снизить температуру разложения полимера.
Исследователи разработали методику проведения испытаний углепластика указанным способом и сравнили ее с широко применяемыми на практике методами — травлением в агрессивных средах, где связующее длительно разлагается в кислотах, и расчетным, где по известным значениям плотности и количества слоев математически вычисляется толщина пластика.
Для проверки предложенной технологии исследователи предварительно просушивали и взвешивали образцы углепластика с разными типами волокон и схемами их укладки, затем помещали их в закрытую емкость с раствором и нагревали до растворения полимера. После этого смесь охлаждали, фильтровали и снова взвешивали.
«В сравнении с другими методами, разработанный нами не уступает в достоверности, отклонение значений показателя составляет не более 2%. При этом процессе длительность анализа составила 2 часа 30 минут, что в 2 раза меньше аналогичных способов определения содержания связующего», — рассказывает Галина Шайдурова, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ, доктор технических наук.
Разработанная методика ученых и аспирантов Пермского Политеха по определению содержания полимерной основы в углепластиках позволяет вдвое сократить технологическое время проведения испытаний. Технология перспективна для серийного отечественного производства ответственных деталей из композитов.
Статья с результатами опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение» №4, 2024 год. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали методику для определения ключевых параметров, влияющих на качество и характеристики будущего изделия из полимерных композиционных материалов, а ее применение в 2 раза сокращает время на производственные испытания, сообщается в пресс-релизе вуза.
При изготовлении композитного материала в качестве основы (связующего) используют смолу, в которую постепенно добавляют различные укрепляющие наполнители, например углеродное волокно, которое стало востребовано из-за его уникальных характеристик — высокой прочности, малого веса, гибкости, термической и химической стойкости. Углепластик успешно и эффективно применяют для создания более легких и долговечных деталей авиационной и ракетной техники.
Важнейший этап внедрения получаемого материала в части летательного аппарата — это проведение испытаний и изучение его физико-химических характеристик. Так исследуют плотность, толщину слоев, степень полимеризации и содержание полимерного связующего в составе. При этом от последних двух параметров зависят эксплуатационные свойства и безотказная надежность всей конструкции.
Выделяют несколько основных методов определения содержания полимера в материалах из углепластика, но каждый из них имеет свои недостатки — пониженную точность, бóльшую длительность испытания или серьезную опасность для специалиста во время использования кислот при высоких температурах. В настоящее время для серийного производства деталей из полимерных композитов необходим достоверный и наименее времязатратный способ.
Ученые Пермского Политеха разработали и предлагают использовать для этого технологию низкотемпературного сольволиза, которая заключается в использовании индивидуальных химических сред, которые инициируют ускорение разрушения полимерной сетки, при этом сохраняя поверхность армирующего наполнителя.
Для исследования изготовили растворные составы, включающие серную кислоту, пероксид водорода и специальные добавки — инициаторы реакции, позволяющие снизить температуру разложения полимера.
Исследователи разработали методику проведения испытаний углепластика указанным способом и сравнили ее с широко применяемыми на практике методами — травлением в агрессивных средах, где связующее длительно разлагается в кислотах, и расчетным, где по известным значениям плотности и количества слоев математически вычисляется толщина пластика.
Для проверки предложенной технологии исследователи предварительно просушивали и взвешивали образцы углепластика с разными типами волокон и схемами их укладки, затем помещали их в закрытую емкость с раствором и нагревали до растворения полимера. После этого смесь охлаждали, фильтровали и снова взвешивали.
«В сравнении с другими методами, разработанный нами не уступает в достоверности, отклонение значений показателя составляет не более 2%. При этом процессе длительность анализа составила 2 часа 30 минут, что в 2 раза меньше аналогичных способов определения содержания связующего», — рассказывает Галина Шайдурова, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ, доктор технических наук.
Разработанная методика ученых и аспирантов Пермского Политеха по определению содержания полимерной основы в углепластиках позволяет вдвое сократить технологическое время проведения испытаний. Технология перспективна для серийного отечественного производства ответственных деталей из композитов.
Статья с результатами опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение» №4, 2024 год. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».