Китайські вчені розробили полімерно-оксидні прекурсори, якими можна друкувати за допомогою 3D-принтера на плоскій розтягнутій підкладці. Підкладка потім розправляється і надає об'єкту спочатку задану форму, після чого матеріал можна нагріти і перетворити на кераміку. Стаття опублікована в журналі.
Практично завжди при використанні 3D-друку предмета приймає свою остаточну форму прямо під час друку. Але є і кілька способів задати форму під час друку, але реалізувати її пізніше. Для цього можна створити конструкцію з двох матеріалів з різними властивостями. Наприклад, таким чином фізики створили в минулому році програмовані макарони, які при потраплянні у воду міняють форму з плоскої на об'ємну через те, що різні шари по-різному вбирають вологу і розширюються від цього.
Також існує підхід, при якому використовується попередньо розтягнута підкладка, на яку наноситься інший еластичний матеріал. Після того, як натягнення підкладки зникає, вона скорочується і змушує згинатися всю конструкцію. Такий самий метод застосували у своїй роботі Цзянь Лу (Jian Lu) і його колеги з Міського університету Гонконгу. Цим способом вони вирішили створювати керамічні об'єкти. Дослідники використовували двостадійну схему, при якій спочатку на 3D-принтері друкується плоский предмет з полімерного композиту, а після того, як попередньо розтягнута підкладка розпрямляється і вигинає предмет, його відпалюють на печі і перетворюють на керамічний.
Дослідники розробили два склади, обидва з яких являють собою полідіметилсілоксанову матрицю з включеннями оксиду цирконію, яких, залежно від складу, може бути 20 або 40 масових відсотків. Після того, як предмет надрукований і прийняв потрібну форму, його протягом двох стадій витримують при температурі 1000 або 1300 градусів Цельсія в атмосфері аргону або повітря. Під час такої обробки матеріал перетворюється на силікон-оксикарбідну кераміку з включеннями з оксиду цирконію.
Вчені надрукували з полімерно-оксидних композитів безліч прототипів. Наприклад, вони реалізували з такого матеріалу орігамі-структури типу Міура-орі. Спочатку вони мають плоску форму, але можуть перетворюватися в об'ємну періодичну структуру з жорстким каркасом. Раніше з таких структур створювали складаються сонячні панелі і радіатори для космічної техніки і навіть меблі.
У 2016 році компанія HRL Laboratories представила інший метод друку полімерних прекурсорів для створення з них керамічних предметів. Створена таким способом кераміка витримує нагрівання до 1700 градусів Цельсія.