Стартап Mechnano из Аризоны вышел из «скрытого режима» в исследованиях и разработке своей технологии углеродных нанотрубок (CNT) для материалов 3D-печати.
Компания разработала свой первый продукт - смолу для электростатического разряда (ESD), которая обеспечивает рассеивающие свойства 3D-печатным деталям без ущерба для механических свойств.
«Это выдающийся прорыв в области материалов для аддитивного производства», - сказал Стивен Лоудер, основатель и генеральный директор Mechnano. «Сосредоточившись на наномасштабе или молекулярном уровне, мы можем добиться экспоненциального улучшения материалов AM на макроуровне.
«ТЕХНОЛОГИЯ MECHNANO, MECHT, ОТКРЫВАЕТ ВНУТРЕННИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ НАНОТРУБОК, ПРИДАВАЯ НЕКОТОРЫМ МАТЕРИАЛАМ В ТРИ РАЗА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ УДАРАМ, В 10-40 РАЗ БОЛЬШУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ К РАЗРЫВАМ И МНОГО ДРУГОЕ».
Карбоновые нанотрубки (КНТ), впервые обнаруженные в 1991 году, считаются в сто раз прочнее стали, тверже алмазов и в тысячу раз более проводящими, чем медь. КНТ можно использовать для разработки композиционных материалов, которые обладают лучшими механическими, термическими и проводящими свойствами.
В прошлом исследования суммировали потенциально основные промышленные применения КНТ, такие как, среди прочего, электроника и фильтры для очистки воды. Однако технология все еще находится в разработке, и использование КНТ для 3D-печати по-прежнему представляет собой серьезные проблемы, а практическое применение остается ограниченным.
Что касается аддитивного производства, материалы КНТ успешно используются для 3D-печати полимеров с памятью формы для использования в мягкой робототехнике. Кроме того, материалы КНТ также оказались биосовместимыми и, следовательно, были использованы для 3D-печати тканевых каркасов.
«МНОГИЕ ИДЕИ НАЧИНАЛИСЬ В НАУЧНОМ СООБЩЕСТВЕ, - СКАЗАЛ ЛАУДЕР, ЗАМЕЧАЯ О РАННИХ ДНЯХ ИССЛЕДОВАНИЙ КНТ. «Некоторые думали, что скоро они будут создавать космические лифты, делать антибаллистические жилеты из тонкой бумаги и летать в сверхлегких авиалайнерах».
Технология Mechnano основана на более чем десятилетних исследованиях и разработках, на которые было выдано около сотни патентов и многие заявлены на рассмотрение. Компания представляет собой стартап, состоящий из предпринимателей и ученых, которые применяют запатентованную технологию КНТ для 3D-печати полимеров.
Фирма заявляет, что первой изготовила детали с КНТ с использованием систем струйной обработки материалов и фотополимеризации в ванне, в которых команда улучшила ударопрочность, сопротивление разрыву и характеристики растяжения для достижения электростатического разряда.
«Многие из приложений КНТ всё еще остаются ньютоновскими мечтами», - сказал Лоудер. «Mechnano реализовал ключевые достижения в области материалов, в том числе варианты MechT, которые можно распылять; разновидности КНТ с низким энергопоглощением, которые работают в уже существующих УФ-отверждаемых системах; вариации с соотношением сторон, достойные передовых технологий связующих, и многое другое».
Технология MechT компании Mechnano позволяет изготавливать упаковку, рабочие станции и оборудование для защиты от электростатического разряда, используя процессы лазерной, DLP- и жидкокристаллической 3D-печати.
ESD возникает, когда две поверхности соприкасаются и электроны перемещаются от одного объекта к другому. Материалы ESD специально разработаны для сведения к минимуму риска возникновения пламени или взрыва за счет предотвращения разряда от контакта, тем самым защищая миниатюрные электронные детали.
MechT от Mechnano обеспечивает рассеивание статического электричества на 3D-печатных деталях без ущерба для их механических характеристик. Технология распутывает и разделяет КНТ, а затем распределяет их по материалам аддитивного производства без повторного комкования. Полученные дискретные лампы MechT могут быть адаптированы к конкретным требованиям к производительности для выбранной системы.
Первый продукт компании, смола Mechnano Formula 1 ESD, доступна для доставки и использования в существующем оборудовании для аддитивного производства на основе лазеров, DLP и ЖК-дисплеев.
Смола имеет предел текучести более 20 процентов и модуль Юнга более 27 процентов, что является мерой способности материала выдерживать изменения длины при растяжении или сжатии. Материал демонстрирует изотропные характеристики электростатического разряда и отсутствие углеродных следов, поэтому нет необходимости в постоянном перемешивании смолы.
«Эти достижения значительно улучшили механические свойства; также позволяют добавлять электрические свойства пластмассам без ухудшения механических свойств; улучшать и добавлять тепловые свойства, внедрять оптические свойства и даже добавлять такие свойства, как магнетизм, к пластику», - добавил Лоудер.
По словам Mechnano, его технология принесет «драматические изменения» в такие отрасли, как аэрокосмическая, оборонная, медицинская и автомобильная, которые все чаще используют 3D-печать для оптимизации своих операций и продуктов.