Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNER — производство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Inner Engineering в Telegram — мировые новости промышленности и стандартов Подписаться →
INNER
Контакты

Титановая решётка с пеной внутри стоек не тонет даже после разрушения слоя

  • 13.10.2026
  • Лента новостей
Титановая решётка с пеной внутри стоек не тонет даже после разрушения слоя
Наука и технологии Научная новость

Работу инженеров RMIT (Мельбурн) и CNAM (Париж) журнал Advanced Materials опубликовал 28 августа 2026 года

В Королевском Мельбурнском технологическом институте (RMIT) напечатали решётку из титанового сплава Ti-6Al-4V с полыми стойками и заполнили полиуретановой пеной только их внутренние каналы. Вода свободно проходит сквозь ячейки, а конструкция держится на поверхности: образцы плавали в пресной воде больше двух месяцев и не тонули после трещин и разрушения целого слоя.

>2 мес.на плаву в пресной воде, лабораторные образцы
0,15%потеря массы за 2 недели в природной морской воде
<1%снижение прочности после той же выдержки
+70%прочность против нержавеющей стали или HDPE при одинаковой общей плотности, по данным RMIT

Что сделали

Решётку из связанных полых стоек напечатали из Ti-6Al-4V (близкий отечественный аналог — титановый сплав ВТ6) лазерным плавлением в слое порошка (PBF-LB), одной из технологий 3D-печати металлом. Затем в каналы стоек ввели вспенивающуюся полиуретановую пену. Промежутки между стойками остались открытыми, и вода проходит решётку насквозь.

Функции разделены: титановый каркас несёт нагрузку, пена даёт плавучесть. Её закрытые ячейки удерживают газ и не пускают воду в полые стойки. По словам авторов, пена работает как распределённый барьер, тогда как обычная полая морская конструкция после трещины может быстро набрать воду.

Для расчёта авторы ввели скелетную плотность (skeletal density): в неё входят только титановые стенки и герметичные каналы с пеной, а открытые ячейки, которые заполняет вода, не входят. Правило проектирования: если скелетная плотность ниже плотности жидкости, конструкция плавает, даже когда вода свободно течёт через её внешние отверстия. У решёток из статьи скелетная плотность ниже 1,0 г/см³.

Что получилось

ИспытаниеУсловияРезультат
ПлавучестьПресная водаОбразцы на плаву более двух месяцев
КоррозияДве недели в природной морской воде из залива Порт-Филлип (Мельбурн)Потеря массы 0,15%, прочность снизилась менее чем на 1%
ПоврежденияТрещины, разрушение узлов, разрушение целого слоя решёткиРешётка осталась на плаву; затонула только после сильного смятия и уплотнения
Прототип буяБак с турбулентной морской водой, поворот бака до 45°Буй сохранил устойчивость без герметичного корпуса, защитного покрытия и дополнительных поплавков

По данным пресс-службы RMIT, при одинаковой общей плотности конструкция на 70% прочнее нержавеющей стали или полиэтилена высокой плотности (HDPE). Вид испытания в релизе не назван; в аннотации статьи речь идёт об удельной прочности, то есть отнесённой к плотности, а сталь указана как 316L. Это выигрыш в прочности на единицу массы, а не в абсолютной прочности.

Стадия
  1. Лабораторные испытания
  2. Опытный образец
  3. Опытно-промышленная эксплуатация
  4. Серийное применение

Стадия: лабораторные испытания на образцах; прототип буя испытан в баке. Ограничения: в морской воде образцы выдерживали две недели, работа в открытом море и на глубине не проверена. Руководитель проекта профессор Ма Цянь (Ma Qian) называет следующими шагами укрупнение деталей и длительные испытания в реальных морских и глубоководных условиях.

«Металлические решётки могут быть невероятно лёгкими — с плотностью меньше одной десятой плотности воды, — но через их открытые сообщающиеся пустоты проникает вода, и они тонут. Из-за этого прочные и лёгкие конструкции такого типа не годились для морской инфраструктуры — до сих пор».

Джордан Норонья (Jordan Noronha), ведущий исследователь, Центр аддитивного производства RMIT; цитата по пресс-релизу RMIT от 3 сентября 2026 года, перевод inner.su

Контекст

Решётчатые метаматериалы — материалы, свойства которых задаёт геометрия ячеек. Напечатанные металлические решётки лёгкие и прочные, но на воде не держатся: ячейки заполняются водой, а сплав в несколько раз тяжелее её. Для буёв, причалов и плавучих датчиков применяют нержавеющую сталь или полиэтилен высокой плотности (HDPE). Авторы называют свою решётку первым описанным плавучим гибридным металлополимерным метаматериалом с открытыми ячейками: плавучесть даёт материал внутри стоек, а не оболочка снаружи.

Что это значит для практики

  • Конструктору — прочность и плавучесть можно задавать раздельно: каркас рассчитывают на нагрузку, а плавучесть проверяют одним условием — скелетная плотность, посчитанная по массе и объёму стенок и герметично заполненных полостей, ниже плотности воды. Открытые ячейки в расчёт не входят; в морской воде, которая плотнее пресной, запас по плавучести больше.
  • Технологу — схема требует печати полых связанных стоек с внутренними каналами: их нужно очистить от порошка и полностью заполнить пеной.
  • Снабжению и эксплуатации — для буёв и причалов базовыми материалами остаются нержавеющая сталь и HDPE; о замене имеет смысл говорить после длительных испытаний в море.

Источники

  1. Noronha J., Tallon J., Omar R., Dash J., Molotnikov A., Leary M., Brandt M., Qian M. Breaking the Surface: Buoyant Metal–Polymer Open–Cell Hybrid Lattice Metamaterials // Advanced Materials. 2026. Art. e74641. Опубликовано онлайн 28.08.2026. https://doi.org/10.1002/adma.74641
  2. RMIT University. Engineers create a world-first in floating titanium. Пресс-релиз от 03.09.2026. https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2026/sep/floating-titanium

Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.

Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.