Учёные Томского государственного университета разработали пластиковые нити для FDM-принтеров, способные взаимодействовать с электромагнитным излучением. Это не просто новый материал - это попытка переписать логику производства радиоэлектронных компонентов.
Феррит в пластике: как это работает
В основе разработки - филаменты с добавлением порошка гексаферрита. Казалось бы, незначительная модификация привычного расходника для 3D-принтера. Но именно этот порошок наделяет материал уникальным свойством: на частоте около 49 ГГц он работает как узкополосный фильтр, избирательно поглощая электромагнитное излучение. Причём эффект не исчезает после печати. Готовое изделие сохраняет его полностью - и чем выше концентрация феррита в нити, тем ярче проявляется результат.
Команда радиофизиков занимается этой задачей уже больше пяти лет. Цель - дать возможность печатать функциональные радиоэлектронные элементы на обычном промышленном или даже бытовом принтере, без специализированных линий и сложных технологических цепочек.
Почему это важно именно сейчас
FDM-печать сегодня повсеместно используется на российских предприятиях - главным образом для корпусов и несущих конструкций. Стандартный пластик с электромагнитным полем не взаимодействует никак. Электропроводящие и функциональные материалы зарубежного производства после 2022 года стали практически недоступны из-за санкционных ограничений.
В этом контексте томская разработка выглядит не просто академическим успехом, а вполне практическим ответом на дефицит. Новые филаменты открывают возможность печатать антенны, сенсоры и фильтры - компоненты, востребованные в телекоммуникациях, промышленной автоматике и оборонной электронике.
Что можно будет производить
- Узкополосные электромагнитные фильтры для работы на частотах около 49 ГГц
- Антенны и антенные решётки для телекоммуникационных систем
- Сенсоры с чувствительностью к электромагнитному излучению
- Функциональные элементы для радиоэлектронных устройств нового поколения
Перспективы и следующий шаг
Новый класс филаментов с заданными электрофизическими характеристиками существенно расширяет нишу FDM-технологий. До сих пор метод послойного наплавления считался пригодным лишь для механических деталей. Теперь граница сдвигается. Производство компонентов через печать потенциально дешевле и технологически проще, чем традиционные методы - травление, напыление, литьё.
Работа продолжается. По имеющимся данным, исследователи намерены расширять линейку материалов, варьируя состав и концентрацию добавок для получения различных электромагнитных характеристик. Параллельно в России развиваются и смежные направления аддитивного производства электроники - в частности, проекты по печати многослойных печатных плат, которые должны выйти на стадию опытных образцов к 2027 году.