211service.com
Karstumizturīgās keramikas daļas tagad ir drukājamas trīsdimensiju formātā
Piedevu ražošanas vai 3-D drukāšanas solījumu — ātrāku un lētāku vairāk pielāgojamu detaļu ražošanu — ierobežo drukājamo materiālu palete, kas līdz šim ietvēra galvenokārt polimērus un dažus metālus. Tagad mēs varam pievienot keramiku — svarīgu materiālu klasi, kuras augstā izturība un izturība pret karstumu, ķīmisko noārdīšanos un berzi padara tos pievilcīgus izmantošanai militārajā un kosmosa rūpniecībā, sākot no lidmašīnu ārējām detaļām līdz mazām raķešu sastāvdaļām.
Milimetru mēroga keramiskais lāpstiņritenis, rotējoša mehāniska sastāvdaļa, ko izmanto, lai pārraidītu šķidruma kustību sūkņos un turbīnās.
Pateicoties materiālu zinātnes trikam demonstrēts pētnieki plkst HRL laboratorijas , inženieri tagad var izmantot piedevu ražošanu, lai ātri izveidotu pielāgotas, sarežģītas keramikas detaļas, kas vienlaikus izmanto visas šīs pievilcīgās īpašības.
Ir grūti no keramikas izgatavot izturīgas detaļas, īpaši sarežģītas formas. Materiāli nav saderīgi ar tradicionālajām ražošanas metodēm, piemēram, apstrādi un liešanu, un tipiskā metode ietver siltuma izmantošanu, lai konsolidētu pulveri un veidotu cietas formas. Šī pieeja, ko var izmantot arī piedevu ražošanā, tomēr nav ļoti uzticama, un tā parasti rada trūkumus, kas var izraisīt plaisas un lūzumus.
Keramikas korķviļķis, kura garums ir nedaudz vairāk par 20 mikrometriem, ilustrē smalko izšķirtspēju, kas iespējama, izmantojot stereolitogrāfijas 3-D druku.
Pētnieki HRL Labs to pārvarēja, izstrādājot jaunus drukājamus sveķus, kas izgatavoti no tā sauktajiem preperamiskajiem polimēriem, kurus var pārveidot par keramiku, karsējot tos augstā temperatūrā. Viņi pierādīja, ka jaunie sveķi ir saderīgi ar populāru piedevu ražošanas paņēmienu, ko sauc par stereolitogrāfiju, kurā lāzera staru izmanto, lai slāni pa slānim veidotu struktūras no šķidra polimēra. Pētnieki arī parādīja, ka tas darbojas ar specializētu tehniku, kas izmanto ultravioleto gaismu un rakstainas maskas, lai izveidotu sarežģītas 3-D struktūras, piemēram, režģus, 100 līdz 1000 reižu ātrāk nekā parastā stereolitogrāfija. Pēc drukāšanas pētnieki karsēja detaļas, lai tās pārvērstu par keramiku, un demonstrēja to iespaidīgās mehāniskās īpašības.
Izliekts keramikas režģis ilustrē spēju radīt sarežģītas struktūras netradicionālās formās.
Divas noderīgu keramikas detaļu klases — lielas, ļoti vieglas režģu konstrukcijas, ko var izmantot karstumizturīgos paneļos un citās lidmašīnu un kosmosa kuģu ārējās daļās, un mazas, sarežģītas detaļas izmantošanai elektromehāniskajās sistēmās vai reaktīvo dzinēju un raķešu komponentos. tagad ir izdrukājami, pateicoties jaunajai pieejai, saka HRL Labs vecākais zinātnieks Tobias Schaedler, kurš vadīja pētījumu.
3-D drukāta priekšējā mala vai gaisa kuģa vai kosmosa kuģa spārna daļa, kas pirmo reizi saskaras ar gaisu. Daļas virsmas ir režģa struktūra.
Schaedler saka, ka grupai tagad ir finansējums no DARPA, kas arī atbalstīja šo pētījumu, lai izmantotu jauno tehniku, lai izstrādātu keramikas aeroshell, būtībā vairogu, kas aizsargā kosmosa kuģus vai hiperskaņas lidmašīnas no karstuma, spiediena un gružiem. Keramikas putas ir pievilcīgas šim lietojumam to termisko īpašību dēļ, taču to sliktās mehāniskās īpašības padara tās lielākoties nepiemērotas izmantošanai nesošajās konstrukcijās, saka Stefanie Tompkins, DARPA Aizsardzības zinātņu biroja direktore. HRL Labs radītās keramikas režģu struktūras ir 10 reizes stiprākas nekā komerciāli pieejamās putas.