Учёные из НИТУ «МИСиС» напечатали из вольфрама 3D-детали сложной формы с ультратонкими стенками, сообщили RT в пресс-службе университета.
В технологии 3D-печати был использован вольфрамовый порошок, который плавился с помощью лазера. В результате исследователи получили деталь с ультратонкими стенками толщиной 100 микрометров (0,1 мм). Для сравнения: толщина человеческого волоса может достигать 120 микрометров.
«Вольфрам в силу своей тугоплавкости (температура плавления — 3422 °C. — RT) и хрупкости является одним из самых сложнообрабатываемых металлов. Так, например, широко известная вольфрамовая нить для ламп накаливания производится путём волочения проволоки при высоких температурах. Однако способов изготовления из порошка вольфрама сложных объёмных изделий с малыми размерами фактически нет», — отметил в беседе с RT представитель группы разработчиков, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС» Иван Пелевин.
Вольфрам необходим во многих современных отраслях науки и промышленности — от металлообработки и аэрокосмоса до двигателестроения и медицины. Он эффективно поглощает радиационное излучение и мало подвержен коррозии, однако очень хрупок, поэтому тяжело поддаётся механической обработке. Одним из наиболее перспективных способов изготовления деталей из такого материала является 3D-печать.
«Несмотря на тугоплавкость вольфрама, нам удалось подобрать технологические параметры 3D-печати для производства тонкостенных деталей из него по технологии селективного лазерного плавления. Мы детально изучили, как расплавляется вольфрам при воздействии лазерного излучения. В результате мы определили, что максимально эффективно печатать ультратонкие детали на 3D-принтере можно из вольфрамового порошка», — рассказал Иван Пелевин.
По словам разработчиков, в дальнейшем такую технологию можно задействовать при создании нового поколения калориметров (детекторов частиц высоких энергий) для экспериментов на Большом адронном коллайдере в CERN и на российских ускорителях частиц.
Кроме того, напечатанные на 3D-принтере тонкостенные экраны из вольфрама возможно использовать в инновационном методе лечения онкологических заболеваний: неинвазивном воздействии на опухоль с помощью высокоэнергетических заряженных частиц. Технология позволит сфокусировать поток частиц и точнее направить их на поражённый участок. По словам учёных, это значительно повысит эффективность терапии и позволит избежать негативного воздействия жёсткого облучения на соседние здоровые ткани.
Исследователи отмечают, что в перспективе метод тонкостенной печати будет применим и к другим тугоплавким материалам.