Ученые «Сколтеха» разработали и запатентовали прочное структурное коаксиальное волокно для 3D-принтеров. Волокно состоит из двух или более концентрических слоев термопластичных полимеров. Внутренний слой, сердечник, изготовлен из армированного короткими волокнами композита. Во внешний слой в композит добавлен графен или его производные.

Изобретение предназначено для 3D-принтеров, использующих моделирование методом послойного направления. Благодаря разной структуре, волокно совмещает в себе комплекс преимуществ. Материал сердечника улучшает механические свойства и прочность волокна, делает его менее подверженным термоусадке, а оболочка значительно снижает абразивность коротких волокон, что ведет к повышению износостойкости, жесткости и ударопрочности 3D-печатной детали.

Руководитель Лаборатории наноматериалов профессор Альберт Насибулин рассказывает: «Этот материал подходит, в первую очередь, для печати деталей оснастки и крепежа, а также функциональных прототипов и деталей готовых изделий для производства автомобилей, мотоциклов и велосипедов, экзоскелетов, ортезов и протезов, робототехники и т.д.».

На выходе получаются прочные и жесткие печатные изделия с уменьшенным короблением во время печати и термоусадкой – после. Снижается абразивный износ частей 3D-принтера путем предотвращения выступания концов армирующих волокон из полимера. Разработка также решает проблему низких механических свойств волокон или высокую стоимость для потребителя: вместо углеродного волокна ученые предлагают использовать экономичное стекловолокно с более высокой абразивностью.

Используя разные типы добавок, можно также улучшить жесткость, ударопрочность, защиту от влаги, антистатические свойства, биосовместимость и другие важные характеристики материала.