3D-печать пеноматериалов из термопластов: симбиоз аддитивного производства и технологии вспенивания

Благодаря малой плотности и экономичности ячеистые пеноматериалы из термопластов считаются важными конструкционными материалами. В то же время аддитивное производство, или 3D-печать, является одной из новых и наиболее быстро развивающихся технологий производства благодаря таким преимуществам, как свобода проектирования и изготовление без применения оснастки. В настоящее время 3D-печать полимерных композиций в основном ограничивается изготовлением монолитных деталей. В этом контексте интеграция технологий вспенивания и печати может стать привлекательной альтернативой применяемым в настоящее время технологиям производства пеноматериалов, таким как литьё пеноматериалов под давлением. В данной обзорной статье рассматриваются попытки инициировать эту новую технологию для одновременного вспенивания и печати термопластов. После объяснения основ вспенивания полимеров и аддитивного производства в статье классифицируются различные подходы к получению вспененных печатных структур с акцентом на связанные с ними проблемы. Эти подходы объединены в следующие группы: 1) структурированные пористые конструкции, 2) синтактическое вспенивание, 3) поствспенивание напечатанных деталей и, наконец, 4) печать нитей, насыщенных вспенивающими агентами. Среди них последний подход является наиболее практичным, хотя до сих пор он не был подробно изучен. Также предлагается безнитевой подход, который может стать потенциальной стратегией преодоления трудностей, связанных с получением напечатанных пеноструктур.