3D tisk dokáže vytvořit tvary, v nichž má materiál jiné vlastnosti, než by měl ve své obvyklé podobě. Někdy jde o nevídané parametry, které bychom jinak nenalezli u přírodních materiálů, ani materiálů vyráběných klasickým způsobem.
Nejnovějším příkladem je 3D tištěný metamateriál z titanu, jehož pevnost vybočuje z toho, na co jsme u takových materiálů zvyklí. Vytvořili ho na australské technice RMIT University z běžné titanové slitiny Ti-6Al-4V, která se vyznačuje značnou pevností a odolností vůči korozi.
V podobě 3D tištěného metamateriálu je ale tato slitina opravdu výjimečná. Je o neuvěřitelných 50 procent pevnější než doposud nejpevnější slitina o podobné hustotě, jaká se používá v leteckých a kosmických aplikacích, hořčíková slitina WE54.
Jordan Noronha a jeho spolupracovníci napnuli možnosti 3D tisku až na samotnou hranici a vytvořili nový typ prostorové mřížky, která velmi účinně rozkládá působení vnějších sil. Jde vlastně o spojení dvou komplementárních mřížek dohromady.
Noronha a spol. vytiskli novou strukturu v centru Advanced Manufacturing Precinct pomocí technologie vytvářející tištěný objekt z vrstev kovového prášku, spékaného vysokoenergetickým laserovým paprskem (Laser powder bed fusion). Materiál lze vytvořit v měřítku několika milimetrů nebo třeba několik metrů, záleží na použité 3D tiskárně. Společně s pevností, biokompatibilitou a odolností vůči korozi i horku to znamená, že jde o velmi slibný materiál pro rozmanité aplikace, od medicínských implantátů až po komponenty pro letouny či rakety.
V současné podobě je 3D tištěný titanový metamateriál odolný vůči teplotám až 350 °C. Vědci předpokládají, že s použitím jiných titanových slitin by mohli dosáhnout odolnosti až do teploty 600 °C. V takovém případě by mohl materiál posloužit k výrobě konstrukcí pro letecký a kosmický průmysl nebo třeba pro požární drony.
Literatura
Nově objevená slitina titanu se zlatem je mnohem tvrdší než běžné oceli
Autor: Stanislav Mihulka (23.07.2016)
Biomimetický nanoaerogel je nejlehčí materiál pro elektromagnetické stínění
Autor: Stanislav Mihulka (06.07.2020)
Grafenový aerogel je nejlehčím zvukovým izolátorem na světě
Autor: Stanislav Mihulka (19.06.2021)
Nový tlumící materiál je pevný jako kov a lehký jako pěna
Autor: Stanislav Mihulka (14.03.2022)
Nová slitina NASA je výtečná v extrémních teplotách
Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2022)
Nová titanová slitina je rekordmanem ve specifické pevnosti 3D tištěných kovů
Autor: Stanislav Mihulka (21.09.2022)
Rozpadající se stenty a svorky
Autor: Josef Pazdera (23.11.2022)
Jednoduchá slitina je nejvíce průrazuvzdorným materiálem na světě
Autor: Stanislav Mihulka (10.12.2022)
Ohromující objev: Kovy se mohou samy zacelit
Autor: Stanislav Mihulka (23.07.2023)
Diskuze:
Nádhera! A ještě tradiční dotaz
Miroslav Gretschelst,2024-02-28 01:43:46
"co to koštuje?". Chápu že v letectví (zvlášť vojenském) a raketové technice to nemusí být ten nejdůležitější parametr. Ale v běžném průmyslu nebo ve zdravotnictví? Podobné články jsem už kdysi četl o pevnostních vlastnostech obyčejných kostí. Ty, nemýlím-li se, jsou převážně z vápníku. Sám jsem sice nositel dvou titanových kloubních implantátů, ale v běžné praxi si dovedu představit takové "3D tištěné kostní součásti". Doufám, že by to bylo dostatečné a mnohem levnější. Jenže asi na to nejsou tak výhodné granty a dotace.
Re: Nádhera! A ještě tradiční dotaz
Vojtěch Kocián,2024-02-28 07:36:57
Slitina samotná není extra drahá a tisk z ní je poměrně běžný. Kdybych počítal jen cenu slitiny, tak by to vycházelo na cca 5 Kč za kubický centimetr vytištěné struktury za předpokladu, že má výsledek stejnou hustotu jako WE54 (1,85 g/cm3). Netuším, kolik stojí tisk a příprava modelu. Nebude to málo, ale asi to nebude výrazně odlišné od jiného tisku z kovového prášku.
Re: Nádhera! A ještě tradiční dotaz
Miyuki Pateru,2024-02-29 10:28:07
Pro dentální účely je 3D tisk z titanu už běžně používaná technika a je to velice levné v porovnání s jinými postupy.
Pro ortopedické použití ale asi budou platit jiné podmínky, bude tam mnohem více schvalování a testů. Navíc, je otázka jak se takové struktury pak chovají ve vztahu k okolním tkáním.
Re: Re: Nádhera! A ještě tradiční dotaz
Vojtěch Kocián,2024-02-29 12:46:49
Čekal bych, že pro endoprotézy bude povrch hladký a "trámcová" struktura by byla jen uvnitř jako v reálné kosti. Jen části určené k napojení na živou kost by mohly mít podobnou strukturu povrchu, aby lépe přirostly, ale oddělené od vnitřku, aby se tam neděly nějaké nepravosti.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
