ВИКОРИСТАННЯ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОСТРУКТУР У РІЗНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ 3D-ДРУКУ

Анотація

Розроблено схему повного циклу створення 3D-виробів, що містять вуглецеві наноструктури (ВНС). Схема враховує стан вихідного вуглецю для синтезу ВНС, а також включає підготовку ВНС до чотирьох різних технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS) з післяформувальною обробкою віддрукованих виробів. Розроблений цикл враховує перетворення графіту або іншого вуглецевмісного матеріалу у надрукований функціональний 3D-продукт або 3D-виріб на 3D-принтері. Цикл створення 3D-виробу включає три стадії: I — підбір вихідного матеріалу та вибір методу синтезу ВНС; II — підготовка ВНС як витратного матеріалу для 3D-друку; III — друк 3D-виробу та його післяформувальна обробка. Кожну стадію докладно описано та опрацьовано для кожної із розглянутих технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS). Також проаналізовано весь спектр ВНС (фулерени та фулереноподібні наноструктури, графени, вуглецеві нанотрубки (ВНТ), вуглецеві нановолокна (ВНВ), нанокомпозити та інші) та їх синтез трьома методами (плазмохімічний в газовому та рідкому середовищі, піролітичний) у циклі 3D-друку. Виявлено переваги та недоліки розглянутих технологій 3D-друку, які здатні використовувати ВНС, а результати порівняльного аналізу зведено у таблицю. Досліджено матеріали для 3D-друку і створення композитів на їх основі, що містять розчинні та нерозчинні ВНС. Розроблено методики обробки ВНС і приготування композитів на їх основі перед застосуванням у різних технологіях 3D-друку. Наведено результати післяформувальної обробки 3D-виробів, що отримані за допомогою розглянутих технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS).