Ученый Томского государственного университета Дмитрий Ткачев представил новый состав керамики для инновационного метода 3D-печати. Такие материалы на основе корундовой керамики можно использовать при производстве изделий со сложной геометрией в электронике, машиностроении, приборостроении, нефтегазовой отрасли, химической промышленности.
Классические производственные подходы задействуют литье исходных керамических масс с жидким связующим. Эти методы эффективны для крупносерийного производства, но они трудоемкие, дорогие и имеют технические ограничения. При производстве сложных изделий мелкими партиями или штучно такие способы невыгодны. Для создания подобных объектов целесообразнее использовать аддитивные подходы. В частности, улучшить 3D-печать сложных по конфигурации изделий из порошковых материалов поможет создание фотоотверждаемых составов на основе корундовой керамики.
Проекционная стереолитография (DLP 3D-печать) считается одной из наиболее перспективных технологий. Геометрия изделия здесь формируется за счет послойного отверждения исходной, наполненной порошковым материалом суспензии с помощью УФ-излучения. После этого идет термообработка – чтобы удалить полимерное связующее и добиться спекания. По сравнению с известными аддитивными методами для печати изделий на основе тугоплавких керамических порошков эта технология обладает наибольшей разрешающей способностью и практически не имеет ограничений по геометрии изделия.
«На рынке, в том числе и на российском, сейчас есть установки для реализации этой технологии. Однако проблемой остается слишком высокая стоимость импортного сырья и отсутствие отечественных вариантов исходных материалов. При этом именно исходный материал и технологический регламент его применения определяют возможность получать изделия с требуемыми свойствами, – рассказал научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ, выпускник ФТФ Дмитрий Ткачев. – В настоящий момент мы получили первые положительные результаты по разработке суспензии и 3D-печати образцов керамики на ее основе. Работы ведутся, в частности, в рамках проектов Фонда содействия инновациям и научного проекта, поддержанного по программе "Приоритет 2030"».
Дмитрий Ткачев дважды становился победителем программ Фонда содействия инновациям, выиграв гранты на общую сумму в 1,5 млн рублей: в 2019 году он получил поддержку по конкурсу «УМНИК», а в 2022 году – по конкурсу «Студенческий стартап».
Предлагаемая учёным технология и материал для ее реализации могут быть эффективно применены, в частности, для расширения технологических возможностей предприятий Томской области, среди которых НПЦ «Полюс», «Нанокерамика» и «Микран».