Ученые РТУ МИРЭА нашли способ печатать керамические детали для СВЧ-техники на 3D-принтере. Керамика выдерживает высокие температуры и частоты, поэтому она незаменима в СВЧ-устройствах. Но традиционные методы требуют изготовления пресс-форм — это дорого и долго, особенно для небольших партий или уникальных форм.
3D-печать дает гибкость. В РТУ МИРЭА используют LCD-принтеры, которые печатают суспензией — смесью фотополимерной смолы и керамического порошка (титаната бария). После печати керамика придает детали нужные свойства. Но тяжелые керамические частицы оседают на дно и слипаются. В эксперименте с 10% наполнением распределение оказалось неравномерным: в верхней части детали керамики почти не было, в нижней — слишком много.
Наша цель — получить готовую технологию печати керамических композитов с заданными электрофизическими свойствами. Это позволит разработчикам СВЧ-устройств быстро изготавливать прототипы сложной формы и оперативно вносить изменения в конструкцию. В перспективе технология может использоваться не только в СВЧ-технике, но и в других отраслях, где нужна прочная, термостойкая и точная керамика
Ученые предложили два решения. Первое — ультразвуковое диспергирование: аппарат разбивает слипшиеся частицы и равномерно распределяет их по объему. Важно не перегреть суспензию, поэтому диспергатор включают импульсами. Второе — добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые не дают частицам слипаться и замедляют оседание. Это позволяет повысить степень наполнения керамикой до 35–55% и сделать суспензию пригодной для печати.
Следующий шаг — подобрать состав, который сохраняет форму во время печати и после нее. Результаты представлены в сборнике научных трудов и опубликованы в журнале.
Ранее Наука Mail писала о первом российском SLA‑принтере для 3D‑печати керамики.