В свежем обзоре — новости материаловедения для аддитивного производства: эталонная смола для калибровки фотополимерной печати, металлическое стекло для деталей электродвигателей, биоразлагаемый материал для восстановления кости, печатное растительное мясо и напечатанная модель горного обвала.
RM 8047: эталон для фотополимерной печати
Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) и альянс Photopolymer Additive Manufacturing Alliance (PAMA) провели масштабное межлабораторное исследование и выпустили в продажу эталонный материал RM 8047 — стандартизированную фотоактивную смолу. Её задача — дать единую точку отсчёта, чтобы результаты измерений в разных лабораториях и на разных принтерах можно было сравнивать.
Проблема, которую решает эталон, хорошо знакома всем, кто работает с SLA, DLP и LCD-печатью. Чтобы каждый слой полимеризовался достаточно глубоко и надёжно сцепился с предыдущим, но при этом не был переэкспонирован, нужна так называемая рабочая кривая — зависимость глубины отверждения от энергии экспозиции. На практике лаборатории по-разному измеряют глубину проникновения света и дозу облучения, и из-за этих расхождений, по оценке авторов, замедлялось промышленное масштабирование технологии.
В комплект RM 8047 входит флакон на 20 г смолы с точно дозированными фотопоглотителем и фотоинициатором, а также официальный информационный лист эталона. В работе над методиками участвовали более 30 организаций из разных отраслей.
Что это значит на практике
- Эталон позволяет отделить свойства конкретной смолы от свойств оборудования: если принтер на эталоне даёт не ту глубину отверждения, дело в источнике света или его калибровке, а не в материале.
- Для пользователей фотополимерной печати здесь есть и общий урок: время экспозиции, подобранное под одну смолу, нельзя механически переносить на другую — даже внешне похожие составы отличаются концентрацией фотоинициатора и поглотителя. При смене материала или партии разумно заново печатать калибровочный образец.
- Фотополимерные смолы требуют аккуратного обращения: работать в перчатках и защитных очках, в проветриваемом помещении, избегать попадания на кожу и вдыхания паров — эти требования указаны и на маркировке самого эталона.
Металлическое стекло для электродвигателей
В рамках европейского проекта AM2SoftMag исследователи разработали сплав на основе железа для печати компонентов электромоторов с пониженными энергопотерями. Металлические стёкла на основе железа обладают отличными магнитомягкими свойствами, но при лазерном сплавлении в порошковом слое (LPBF) многократный нагрев и охлаждение часто вызывают нежелательную кристаллизацию.
Сплав из железа, кремния, бора, ниобия и никеля, созданный в Саарском университете, лучше сопротивляется расстекловыванию. В институте IMDEA Materials подтвердили равномерное распределение элементов и подобрали режимы печати: двойное лазерное сканирование с контролируемыми задержками позволяет получать полностью аморфные детали плотностью более 92 %. Следующий шаг — масштабирование процесса и испытания на прототипах роторов и статоров вместе с Университетом Карлоса III (Мадрид), итальянским метрологическим институтом INRIM и Техническим университетом Берлина.
«Наноскость» для восстановления кости
Учёные Сиднейского и Квинслендского университетов создали биоразлагаемый наноматериал на основе алюмосиликата кальция, который помогает организму самому наращивать костную ткань. Материал активирует собственный фактор роста TGF-β1, привлекающий стволовые клетки, из которых образуется кость, а затем постепенно замещается живой тканью. В доклинической модели за восемь недель он дал примерно на 80 % больше новой кости, чем контрольный материал, останавливал кровотечение в течение 30 секунд и активировал фактор роста в 10 раз сильнее традиционных методов. В перспективе это может сделать менее травматичными операции по костной пластике — например, у детей с расщелиной губы и нёба.
Печатное растительное мясо выходит в магазины
Израильская Steakholder Foods начала розничные продажи линейки Perfecta на северо-востоке США. В ассортименте — растительные мраморный стейк, филе-миньон, куриная грудка, котлеты из лосося и белой рыбы. Технология печати позволяет воспроизвести волокнистую текстуру и мраморность, от которых зависят сочность и вкус.
Модель обвала из 56 напечатанных фрагментов
После обрушения ледника Бирх в Швейцарии в 2025 году, едва не похоронившего деревню Блаттен, исследователи ETH Zurich и института снега и лавин SLF построили топографическую модель долины размером 5,4 × 4,5 м в масштабе 1:577. Рельеф разбили на сегменты 50 × 50 см и напечатали 56 деталей, затем собрали, покрыли и окрасили. Через люк в верхней части модели выпускают смесь песка, воды и глины, а камеры, лазеры, датчики давления и 3D-сканер фиксируют скорость, глубину потока и дальность выноса. Сейчас учёных особенно интересует, как кривизна рельефа влияет на динамику потока; в будущем на ту же основу можно будет устанавливать модели других местностей.