Мировой рынок 3D-печати стремительно растет: в 2024 году его объем оценивается в $3,56 млрд. Технология уже применяется в аэрокосмической, автомобильной, строительной и медицинской сферах. Она позволяет создавать детали сложной формы из металлов, пластиков и композитов, делая их одновременно легкими и прочными. Однако прочность таких изделий во многом зависит от угла печати — горизонтального, вертикального или наклонного, — и заранее предсказать результат практически невозможно.
Чтобы проверить надежность материала, инженерам приходится печатать десятки образцов и проводить с ними длительные испытания. Один тест занимает более 10 часов, а полный цикл исследований может растянуться на месяцы и потребовать больших затрат материала. Это заметно повышает стоимость и замедляет внедрение технологии в промышленность.
Ученые Пермского Политехнического университета разработали методику экспресс-оценки прочности 3D-печатных материалов, которая позволяет в три раза ускорить испытания и сократить расход материала вдвое. На изобретение уже получен патент. Исследование выполнено в рамках программы «Приоритет 2030».
Основой метода стал тестовый образец в форме колеса. В центре конструкции находится одно круглое отверстие, а по окружности — восемь трапециевидных. При испытании нагрузка распределяется сразу на все рабочие поверхности, и материал проверяется одновременно в четырех направлениях. Это позволяет точно определить, под каким углом печать снижает прочность изделия.
Теперь вместо 4−6 стандартных образцов достаточно одного, а результат можно получить за 1−7 дней. Такой подход особенно важен в отраслях, где критична надежность — авиация, энергетика, медицина. Например, тестовое «колесо» поможет заранее оценить долговечность композитов для имплантатов, которые должны выдерживать высокие механические нагрузки в организме человека.
Разработка ПНИПУ делает испытания 3D-материалов быстрыми, дешевыми и точными. Она открывает путь к созданию более надежных деталей и может повысить безопасность конструкций в самых требовательных высокотехнологичных отраслях.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Перми нейросеть научили управлять городским отоплением.
