Применена 4D-томография для изучения свойств пористых изделий

МОСКВА, 21 июня. /ТАСС/. Специалисты Казанского федерального университета (КФУ) впервые применили экспериментальную 4D-рентгеновскую компьютерную томографию для изучения свойств образцов пористых материалов, напечатанных методом послойного наплавления. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ, отметив, что открытие найдет применение в медицине и промышленности.

"Разработка ученых КФУ повысит точность оценки влияния пористости на свойства материалов. Разработанная оснастка для 4D-рентгеновской компьютерной томографии продемонстрировала выдающиеся результаты, обеспечив высокую точность анализа динамики пористых структур под нагрузкой", - отметили в пресс-службе.

Современные пористые материалы широко используются для изготовления, в частности, медицинских имплантов. При этом они требуют скрупулезного контроля размеров и формы пор. Производители сообщают, что подобные структуры все шире применяются в аэрокосмической, автомобильной и энергетической отраслях.

Важным результатом исследования его авторы считают то, что они зафиксировали наличие межслойных пор в образцах новых материалов, созданных с помощью аддитивных технологий FDM. Этот эффект будет учитываться в численных моделях, что открывает путь к более точному прогнозированию свойств напечатанных конструкций. Теперь можно предсказывать изменение объема проектируемых макропор внутри образца и межслойных пустот под нагрузкой, а значит, рассчитывать жесткость и предел текучести изделий.

Для проведения опытов была создана система нагружения образцов, позволяющая отслеживать динамику пористых структур в реальном времени. Эксперименты на сжатие выявили, что при упругих деформациях в первую очередь меняется объем пор, а при пластических - их форма и ориентация. Особенно заметным оказалось, что при малых деформациях основную потерю модуля упругости обеспечивают межслойные поры, однако по мере роста пластической деформации они "закрываются" и более не влияют на дальнейшее поведение материала.