Specjaliści od inżynierii materiałowej z laboratorium SMaL (Soft Materials Laboratory) politechniki EPFL (Ecole Polytechnique Federale w Lozannie) opracowali nową klasę elastomerów na potrzeby druku 3D wyrobów o programowalnych właściwościach mechanicznych.
Polimery typu DNGE (double network granular elastomer) to przypominające gumę tworzywa, złożone ze sztywnych cząstek elastomerowych, połączonych siecią z miększego elastomeru.
Typowe materiały elastomerowe, które wykazują się wytrzymałością na rozciąganie, mają mniejszą trwałość zmęczeniową. Z kolei bardziej trwałe elastomery łatwiej ulegają uszkodzeniom w wyniku rozciągania lub szoków.
Powtarzalne mechanizmy rozpraszania energii mechanicznej w strukturze elastomerów DNGE umożliwiają otrzymywanie wyrobów łączących wytrzymałość mechaniczną z odpornością zmęczeniową. Odbywa się to na zasadzie rozpraszania energii przez sztywniejsze cząstki w strukturze DNGE do sieci miększego elastomeru. Podobnie w przypadku pękania – obecność sztywniejszych cząstek zapobiega liniowej propagacji mikropęknięć, które ulegają rozproszeniu w sieci miększego tworzywa.
Wydruki 3D z elastomerów DNGE wykazały nawet piętnastokrotnie zwiększoną wytrzymałość na zerwanie i nawet trzykrotnie większą trwałość zmęczeniową w porównaniu do typowych elastomerów. Dalszy rozwój materiałów z rodziny DNGE ma służyć zwiększeniu gamy wykorzystywanych surowców, tak aby rozszerzyć potencjał aplikacji, obecnie ograniczony do warunków laboratoryjnych, na użytkowników popularnych rozwiązań w dziedzinie druku 3D.
actu.epfl.ch
