Исследователи научились печатать керамику с помощью сверхбыстрого импульсного лазера

Концепция сварки керамики может показаться на первый взгляд абсурдной из-за устойчивости материала к высоким температурам. Для расплавления фрагмента керамического образца требуется чрезвычайно много тепла, но при таком воздействии перепад температур на разных участках объекта может привести к трещинам.

Однако исследователям из Калифорнийского университета, похоже, удалось обойти эти ограничения с помощью сверхбыстрого импульсного лазера, который называют UF, или Ultra Fast Pulsed Laser. Ученые отмечают, что импульсный лазер способен сосредоточить большое количество энергии в конкретной точке на короткое время – этого достаточно, чтобы расплавить фрагмент керамики.

Команде удалось успешно обработать два широко распространенных керамических материала, поликристаллический оксид алюминия и диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия. В ходе экспериментов ученые сумели «сварить» керамические трубки между собой.

Примечательно, что для работы лазера требуется всего 50 Вт, что существенно меньше мощности, необходимой для плавления металлов в различных лазерных системах. Во-вторых, из-за малого термического градиента можно сваривать керамику при температуре окружающей среды, не нагревая всю конструкцию.

Системы 3D-печати на основе лазерной обработки порошкообразного материала успешно применяются для термопластика и металлов – возможно, теперь этот подход можно будет использовать и для керамики.