Sukces polskich naukowców! Przełomowy patent zmieni polski przemysł?
Specjaliści z Centrum Druku 3D Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Energetyki Politechniki Koszalińskiej oraz naukowcy z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie opracowali innowacyjny materiał do druku 3D, który uzyskał ochronę patentową Urzędu Patentowego Rzeczypospolitej Polskiej. Hybrydowy filament łączy tworzywo sztuczne z dodatkiem sproszkowanej stali nierdzewnej, otwierając nowe możliwości projektowania wydruków o właściwościach dopasowanych do konkretnych zastosowań.
Patent jest efektem współpracy zespołów obu uczelni i potwierdza nie tylko innowacyjność opracowanego rozwiązania, ale również jego potencjał praktyczny. Materiały tego rodzaju mogą mieć znaczenie dla rozwoju technologii przyrostowych wykorzystywanych w przemyśle, prototypowaniu, projektowaniu oraz edukacji technicznej. Wprowadzenie dodatku metalicznego do filamentu pozwala bowiem modyfikować właściwości gotowych elementów i dostosowywać je do wymagań określonego zastosowania.
Opracowany filament powstaje na bazie PET-G, czyli polimeru wykorzystywanego już w druku 3D, do którego dodawana jest sproszkowana stal nierdzewna 316L. Jej zawartość może wynosić od 1 do 35 procent masy suchego polimeru. Tak przygotowana mieszanina jest następnie przetwarzana w procesie wytłaczania, podczas którego powstaje materiał w postaci cienkiego włókna, możliwego do wykorzystania w drukarkach 3D.
Otwarta droga do opracowywania nowych elementów
Ważnym elementem rozwiązania jest opracowany sposób wytwarzania filamentu. Polimer i proszek stalowy są łączone w temperaturze od 220 do 250 stopni Celsjusza. Pozwala to uzyskać materiał, który może być wykorzystywany w technologii wytwarzania addytywnego, czyli produkcji elementów poprzez nakładanie kolejnych warstw materiału. Znaczenie opracowanej technologii polega przede wszystkim na możliwości tworzenia materiałów o bardziej złożonych właściwościach niż w przypadku standardowych filamentów.
Połączenie polimeru ze stalą nierdzewną może w przyszłości pozwolić projektantom i inżynierom lepiej dopasowywać parametry wydruków do ich przeznaczenia. Otwiera to drogę do opracowywania nowych elementów stosowanych między innymi w prototypowaniu i projektowaniu części technicznych.
Technologie wykorzystujące hybrydowe materiały mogą być szczególnie interesujące tam, gdzie potrzebne jest połączenie zalet tworzyw sztucznych z właściwościami materiałów metalicznych. W praktyce może to oznaczać możliwość tworzenia bardziej zaawansowanych modeli i komponentów bez konieczności wykonywania ich od początku z litego metalu. Ostateczne zastosowania zależeć będą jednak od właściwości uzyskiwanych wydruków i dalszych badań nad materiałem. Uzyskanie patentu ma również znaczenie dla rozwoju współpracy między Politechniką Koszalińską a Zachodniopomorskim Uniwersytetem Technologicznym. Pokazuje, że połączenie kompetencji z zakresu inżynierii materiałowej, mechaniki, projektowania i wytwarzania addytywnego może prowadzić do rozwiązań, które wychodzą poza etap badań i mają potencjał wdrożeniowy.
Opracowany hybrydowy filament jest więc nie tylko przykładem nowego materiału do druku 3D. To także przykład tego, jak współpraca naukowców może prowadzić do opracowania technologii odpowiadających na potrzeby nowoczesnego przemysłu. Dalszy rozwój rozwiązania może przyczynić się do poszerzenia możliwości druku 3D i tworzenia elementów o właściwościach projektowanych już na etapie przygotowywania materiału.
Źródło: Politechnika Koszalińska
Czytaj też: Promyk nadziei dla chorych na ALS! Naukowcy opracowali nowatorską terapię genową!
Grafika tytułowa: ThisisEngineering / Unsplash
