Разработан пригодный для 3D-печати материал, способный заменить слоновую кость

Инженеры из Венского технического университета совместно с компанией Cubicure GmbH разработали специальную смолу для 3D-печати Digory. Напечатанные и отверждённые в ультрафиолете изделия из этой смолы очень похожи на предметы, вырезанные из традиционного материала для поделок и украшений – слоновой кости.

Слоновая кость с древнейших времён использовалась как поделочный материал для изготовления предметов искусства – курительных трубок, обложек книг, статуэток. Из кости делались бильярдные шары, клавиши для роялей и пианино. Названия таких предметов, как «игральные кости» и «костяшки домино» прямо говорят об их происхождении. Одним из основных источников служила африканская республика с говорящим названием «Берег Слоновой Кости», ныне — Кот-д’Ивуар.

Однако популярность этого материала способствовала быстрому уменьшению популяции слонов. В связи с этим в 1989 году ООН объявила мораторий на торговлю слоновой костью, который затем был частично снят для беднейших африканских стран.

В связи с этим стоимость настоящей слоновой кости довольно высока, из-за чего скульпторы и реставраторы старинных изделий постоянно ищут материалы, способные её заменить. Новая смола Digory содержит в себе частички фосфатов кальция. Смолой в горячем виде печатают нужное изделие, а потом отверждают при помощи ультрафиолетовых лучей. После отверждения, полировки и покраски предмет очень сложно отличить от изделия из настоящей кости.

Слева – изделие из слоновой кости, справа – напечатанный орнамент

По словам Юргена Штампфля, профессора из Института материаловедения и технологий при Венском техническом университете, этот исследовательский проект начался с изучения драгоценного гроба XVII века, хранящегося в приходской церкви австрийской общины Мауэрбах. Часть орнаментов, украшавших гроб, со временем была частично утеряна. Встал вопрос, можно ли заменить их при помощи 3D-печати.

Гроб Фридриха III Красивого

Хотя команда уже работала со схожими материалами, например, над керамическими изделиями для стоматологии, поставленная задача была не из лёгких. По словам инженеров, нужно было удовлетворить множеству требований к материалу сразу. Он должен был выглядеть, как слоновая кость, быть таким же прочным и твёрдым, и подвергаться машинной обработке.

После долгих экспериментов инженеры пришли к такому составу: специальная смола с добавлением частиц фосфата кальция диаметром порядка 7 мкм и порошка оксида кремния. Печатаются изделия методом горячей фотолитографии. Работа с подробным описанием технологии опубликована в журнале Applied Materials Today.

Поскольку качественная слоновая кость полупрозрачна, в смолу нужно было добавлять строго определённое количество порошка. После отверждения материал можно ретушировать для получения правильного оттенка, и наносить характерные линии.

Благодаря новому материалу задача реставрации старинных изделий сильно упрощается – с новым материалом проще работать, и вместо того, чтобы тратить время и ресурсы на сложный процесс вырезания любой предмет можно напечатать всего за несколько часов.