Российские учёные научились тонкой 3D-печати из вольфрама — это пригодится в науке и медицине

Сообщается, что учёные НИТУ «МИСиС» впервые в мире предложили технологию создания тонкостенных 3D-деталей сложной формы из вольфрама методом селективного лазерного плавления. Трудность в том, что вольфрам — металл исключительной тугоплавкости, а при комнатной температуре очень хрупкий. Просто так из вольфрама изделия сложной формы с тонкими стенками не сделать, а они нужны для прорывных научных экспериментов и в медицине.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

«Несмотря на тугоплавкость вольфрама, нам удалось подобрать технологические параметры 3D-печати для производства тонкостенных деталей из него по технологии селективного лазерного плавления. Изучение условий формирования ванны расплава для вольфрама при воздействии лазерного излучения позволило увеличить разрешающую способность печати вольфрама до физически возможного предела», — рассказал представитель группы разработчиков, научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС», к.ф.-м.н. Иван Пелевин.

Температура плавления вольфрама составляет 3422 °C. При этом он эффективно поглощает радиационное излучение и мало подвержен коррозии. Разработанный метод позволяет печатать конструкции со стенкой толщиной в 100 мкм. Это может быть использовано для изготовления деталей для экспериментов на российских ускорителях частиц и для создания фокусирующих элементов для лучевой терапии опухолей.

Объёмные тонкостенные 3D-модели из вольфрама могут быть использованы для создания нового поколения детектора частиц высоких энергий — калориметра. Калориметры являются неотъемлемым инструментом ускорителей, включая Большой адронный коллайдер. Из тонкостенного вольфрама изготавливают абсорберы излучения, которые способны поглощать частицы высоких энергий. В процессе поглощения формируется так называемый электромагнитный ливень, который даёт представление о характеристиках исходных частиц — это позволит получить новые знания о свойствах адронов с тяжёлыми кварками.

В медицине фокусирующие экраны из тонкостенного вольфрама помогают сконцентрировать излучение на опухолевой ткани и защитить здоровую. Новая технология 3D-печати из вольфрамового порошка с помощью лазеров обещает не задержаться с внедрением, но сами учёные никаких прогнозов не дают.