Новый магнитный филамент предоставляет возможность печатать детали, которые избирательно поглощают электромагнитное излучение на частоте около 49 ГГц
Наука и космос209 июл 10:19
Исследователи Томского государственного университета (ТГУ) создали магнитный композитный материал для FDM 3D-печати, который не только сохраняет свою форму после процесса печати, но и обладает заданными электромагнитными характеристиками. Эксперименты продемонстрировали, что изделия из нового филамента способны избирательно поглощать электромагнитное излучение на частоте приблизительно 49 ГГц, функционируя как узкополосный фильтр.
В основе материала лежит популярный в 3D-печати полимер АСА (акрилонитрил-стирол-акрилат), в который был добавлен порошок гексаферрита бария — магнитного керамического компонента.
Радиофизики ТГУ исследовали собранный композит по многим параметрам: оценили его прочность, магнитные свойства и поведение в КВЧ-диапазоне — области крайне высоких частот, используемой в современных системах связи и радиолокации.
Выяснилось, что магнитный наполнитель сохраняет свои характеристики даже после печати готового изделия. Чем больше гексаферрита содержится в материале, тем сильнее он ослабляет сигнал на частоте около 49 ГГц. Тем не менее, это имеет и обратную сторону: высокая концентрация порошка снижает механическую прочность изделий, что потребовало найти баланс между прочностью и необходимыми электромагнитными свойствами при разработке.
«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 способность управлять электромагнитными характеристиками готового изделия открывает возможности для создания новых функциональных компонентов.
Особенность проекта заключается в том, что специалисты ТГУ самостоятельно осуществляют весь цикл производства — от синтеза ферритового порошка до создания готовой нити для 3D-принтера на собственной экструзионной линии. Это дает возможность быстро изменять состав материала и проверять, как разные добавки влияют на его характеристики.
По словам Александра Бадьина, команда уже более пяти лет занимается разработкой филаментов с разнообразными электрофизическими характеристиками. Основная идея состоит в том, чтобы на стандартных FDM-принтерах печатать не только корпуса или декоративные изделия, но и полноценные элементы радиоэлектронных устройств — антенны, фильтры, сенсоры и другие компоненты, свойства которых определяются уже на этапе производства материала.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Magnetic Materials. В настоящее время команда готовит новую статью, посвящённую гибким композитным материалам для 3D-печати, а также планирует совместные исследования с химиками для дальнейшего развития технологии.
Darth SaharaИсточники:наука.рфJournal of Magnetic MaterialsНаука и космос23D-печатьРадиоэлектроникаРадиофизикаЭлектромагнитные материалы09 июл 10:19
Источник