Первый 3D-печатный керамический микрореактор произведен компанией Bosch

Премьера 3D-печати: совместно с Технологическим институтом Карлсруэ (KIT) и химической компанией BASF компания Bosch успешно изготовила первый в истории 3D-печатный микрореактор из технической керамики. Микрореакторы - это устройства для проведения химических реакций. С точки зрения тепла, стабильности и коррозии, лишь немногие материалы могут выдержать экстремальные условия, возникающие при высокотемпературных химических реакциях.

"Для управления и мониторинга химической реакции реактор должен обладать твердостью, термостойкостью и сложными структурами внутри", - говорит Клаус Просигель, менеджер по продажам стартапа Bosch Advanced Ceramics, расположенного на юге Германии. "3D-печать технической керамики обеспечивает эти превосходные свойства".

Исследовательская компания Data Bridge прогнозирует, что мировой рынок технической керамики будет стоить около 16 миллиардов евро к 2029 году. Этот универсальный материал востребован в самых разных отраслях: в медицине он используется в биполярных ножницах, которые могут одновременно разрезать ткань и останавливать кровотечение. Электрический ток, проходящий через две металлические половинки ножниц, нагревает ткань и запаивает ее. Изолятор из технической керамики гарантирует, что два металлических лезвия не вызовут короткого замыкания, когда ножницы будут закрыты. Это делает операцию более быстрой и безопасной.

В энергетических технологиях исключительная термостойкость и ионная проводимость технической керамики делает ее идеальным материалом для использования в топливных элементах и других областях. В сфере мобильности датчики расстояния, помогающие при парковке, также изготавливаются из технической керамики. Еще одна область применения - кофемолки для полностью автоматических кофемашин. Здесь исключительная прочность и твердость материала гарантирует, что эффект помола остается неизменным в течение долгого времени, без истирания материала, которое может повлиять на вкус кофе.

"У нас есть продукты на рынке во всех этих областях", - говорит Просигель.

Компания Bosch Advanced Ceramics хорошо знала, что техническая керамика также очень хорошо подходит для химических реакций. "Однако проблема заключалась в том, чтобы найти процесс, способный производить сложные структуры внутри керамического реактора", - говорит Просигель. Для решения этой задачи команда стартапа из десяти человек объединила две основные компетенции своей компании: техническую керамику и 3D-печать. "Мы успешно использовали 3D-печать для производства керамических компонентов, которые невозможно изготовить обычными способами", - говорит он.

В настоящее время BASF использует этот микрореактор в фундаментальных исследованиях, поскольку он позволяет отслеживать химические реакции в идеальных температурных условиях. Кроме того, он требует меньше сырья и энергии, чем большие реакторы. Эксперты могут анализировать эти мелкомасштабные результаты и экстраполировать их для крупномасштабного внедрения.

"Это похоже на то, как шеф-повар пробует новый рецепт в небольших масштабах, прежде чем ввести блюдо в меню", - говорит Просигель.

Именно поэтому следующим шагом будет печать еще 10-20 реакторов такой же конструкции для BASF. Учитывая возможные дальнейшие потенциальные применения технической керамики в химическом секторе, Просигель видит впереди большое будущее:

"В конце концов, почти каждый лабораторный тигель сделан из технической керамики", - говорит он. Пройдет немного времени, прежде чем у него и его коллег закончится работа.