Новая техника 3D-печати точнее воспроизводит цифровые модели

Современные программные решения позволяют создавать сложные материальные структуры, такие как авиационные крылья и медицинские имплантаты. Однако по мере совершенствования проектных моделей методы производства отстают в развитии. Даже 3D-принтеры не всегда способны точно воспроизводить алгоритмические проекты, что создаёт разрыв между ожидаемыми и реальными характеристиками материалов.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали методику, которая учитывает ограничения 3D-печати на этапе проектирования. Эксперименты подтвердили, что этот подход позволяет создавать материалы с характеристиками, максимально приближенными к расчётным.

«Без учёта этих ограничений принтеры могут наносить слишком много или слишком мало материала, — объясняет доцент кафедры гражданской и экологической инженерии Джозефин Карстенсен. — Наша технология обеспечивает соответствие численных моделей и экспериментальных результатов».

Метод основан на интеграции данных о размере сопла принтера и направлении печатающей головки в алгоритмы проектирования. Это позволяет автоматически определять траекторию печати и компенсировать эффект слабого соединения между слоями.

В ходе испытаний материалы, созданные по новой методике, демонстрировали более предсказуемые механические свойства по сравнению с традиционными подходами. Особенно заметное улучшение наблюдалось при плотности материалов ниже 70%.

Разработка открывает возможности для работы с ранее проблемными материалами, такими как цемент и керамика. Исследователи планируют адаптировать метод для более высоких плотностей и различных типов сырья.