Новый магнитный филамент предоставляет возможность печатать детали, которые избирательно поглощают электромагнитное излучение на частоте около 49 ГГц
Наука и космос110:19
Исследователи Томского государственного университета (ТГУ) создали магнитный композитный материал для FDM 3D-печати, который не только сохраняет свою форму после печати, но и обладает определёнными электромагнитными свойствами. Эксперименты продемонстрировали, что изделия из нового филамента способны избирательно поглощать электромагнитное излучение на частоте примерно 49 ГГц, действуя как узкополосный фильтр.
В основе материала лежит широко применяемый в 3D-печати полимер АСА (акрилонитрил-стирол-акрилат), в который был добавлен порошок гексаферрита бария — магнитного керамического вещества.
Радиофизики ТГУ исследовали полученный композит по нескольким параметрам: оценили его прочность, магнитные характеристики и поведение в КВЧ-диапазоне — области очень высоких частот, используемой в современных системах связи и радиолокации.
Выяснилось, что магнитный наполнитель сохраняет свои свойства даже после формирования готового изделия. Чем больше гексаферрита содержится в пластике, тем сильнее материал ослабляет сигнал на частоте около 49 ГГц. Однако это имеет и недостаток: высокая концентрация порошка уменьшает механическую прочность деталей, поэтому при разработке пришлось искать компромисс между прочностью и необходимыми электромагнитными характеристиками.
«Ферритовый порошок функционирует как узкополосный фильтр. Мы подтвердили, что это свойство сохраняется в 3D-печатных изделиях», — сообщил доцент кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета ТГУ Александр Бадьин. По его словам, именно возможность регулировать электромагнитные свойства готовой детали открывает возможности для создания новых функциональных компонентов.
Уникальность проекта заключается в том, что сотрудники ТГУ самостоятельно выполняют весь производственный цикл — от синтеза ферритового порошка до создания готовой нити для 3D-принтера на собственной экструзионной линии. Это позволяет оперативно изменять состав материала и проверять, как различные добавки влияют на его характеристики.
По словам Александра Бадьина, команда уже более пяти лет занимается разработкой филаментов с разнообразными электрофизическими параметрами. Главная идея заключается в том, чтобы на стандартных FDM-принтерах печатать не только корпуса или декоративные элементы, но и готовые части радиоэлектронных устройств — антенны, фильтры, сенсоры и иные компоненты, свойства которых определяются ещё на этапе создания материала.
Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Magnetic Materials. В настоящее время команда готовит новую публикацию, посвящённую гибким композитным материалам для 3D-печати, а также планирует совместные исследования с химиками для дальнейшего усовершенствования технологии.
Darth SaharaИсточники:наука.рфJournal of Magnetic MaterialsНаука и космос13D-печатьРадиоэлектроникаРадиофизикаЭлектромагнитные материалы10:19
Источник