Материаловеды Передовой инженерной школы СПбГУ впервые создали сорбционное блочное изделие с использованием аддитивных технологий, что позволяет задавать его структуру и эксплуатационные свойства. Оно более устойчиво к механическим воздействиям, быстрее насыщается и показывает меньшее гидравлическое сопротивление, что важно для использования в химической, нефтеперерабатывающей, электронной и других видах промышленности.
Ученые ПИШ СПбГУ впервые создали сорбционное изделие с помощью 3D‑печати. Для этого они исследовали три метода: DIW‑печать пастами, стереолитографию (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS). По словам исследователей, первые две технологии — экструзионная печать и фотополимеризация — применимы для получения пористых углеродных изделий, но возможности методов ограничены стоимостью сырья.
«Сейчас мы сфокусированы на процессе синтеза на подложке, а именно на технологии селективного лазерного спекания, использующей в качестве печатающего материала порошки различной природы. Эта технология примечательна тем, что позволяет использовать традиционные источники сырья, применяемые для получения пористых углеродных материалов, что значительно снижает стоимость конечного продукта. Однако не исключено, что в будущем также будем осваивать и технологию экструзионной печати», — расскзал профессор кафедры технологии высокоэффективных материалов и изделий Передовой инженерной школы СПбГУ Вячеслав Самонин.
Для метода селективного лазерного спекания ученые исследовали наиболее эффективную порошковую смесь. По их словам, при подборе компонентов печатающего состава важно обеспечить высокую плотность, наибольший выход углерода на стадии его высокотемпературной обработки, а также низкую усадку во время 3D‑печати и других технологических стадий.
Таким образом исследователи пришли к тому, что порошковая смесь должна содержать высокоуглеродистый неплавкий наполнитель и термореактивное связующее. В качестве первого компонента выбрали антрацит — каменный уголь высшей степени метаморфизма, которая определяет способность угля к минеральному и структурному изменению под действием температуры, давления и химических веществ. Термореактивным связующим послужили новолачные фенолформальдегидные смолы, которые переходят в твердое состояние при нагревании и действии азотсодержащих веществ. Эти две составляющих в соотношении 60% и 40% соответственно показали оптимальные прочность получаемых изделий и качество 3D‑печати.
Подробнее
Ученые ПИШ СПбГУ впервые создали сорбционное изделие с помощью 3D‑печати. Для этого они исследовали три метода: DIW‑печать пастами, стереолитографию (SLA) и селективное лазерное спекание (SLS). По словам исследователей, первые две технологии — экструзионная печать и фотополимеризация — применимы для получения пористых углеродных изделий, но возможности методов ограничены стоимостью сырья.
«Сейчас мы сфокусированы на процессе синтеза на подложке, а именно на технологии селективного лазерного спекания, использующей в качестве печатающего материала порошки различной природы. Эта технология примечательна тем, что позволяет использовать традиционные источники сырья, применяемые для получения пористых углеродных материалов, что значительно снижает стоимость конечного продукта. Однако не исключено, что в будущем также будем осваивать и технологию экструзионной печати», — расскзал профессор кафедры технологии высокоэффективных материалов и изделий Передовой инженерной школы СПбГУ Вячеслав Самонин.
Для метода селективного лазерного спекания ученые исследовали наиболее эффективную порошковую смесь. По их словам, при подборе компонентов печатающего состава важно обеспечить высокую плотность, наибольший выход углерода на стадии его высокотемпературной обработки, а также низкую усадку во время 3D‑печати и других технологических стадий.
Таким образом исследователи пришли к тому, что порошковая смесь должна содержать высокоуглеродистый неплавкий наполнитель и термореактивное связующее. В качестве первого компонента выбрали антрацит — каменный уголь высшей степени метаморфизма, которая определяет способность угля к минеральному и структурному изменению под действием температуры, давления и химических веществ. Термореактивным связующим послужили новолачные фенолформальдегидные смолы, которые переходят в твердое состояние при нагревании и действии азотсодержащих веществ. Эти две составляющих в соотношении 60% и 40% соответственно показали оптимальные прочность получаемых изделий и качество 3D‑печати.
Подробнее