Американські військові розробляють метод тривимірного друку високотемпературних стійких полімерів

Нещодавно дослідницька лабораторія ВПС США у співпраці з Науково-дослідним центром НАСА Гленн та Університетом Луїсвілла розробила метод тривимірного друку високотемпературних стійких полімерів. Дослідники використовували високотемпературні термореактивні смоли, просочені нитками з вуглецевого волокна та селективні процеси лазерного спікання, для успішного друкування високотемпературних матеріалів на основі полімерних композиційних деталей, які можуть витримувати температури вище 300 ° С. Очікується, що вони будуть використовуватися в майбутньому для високих температур навколо запасних частин двигунів турбіни або вихлопу двигуна. площа

Легкі властивості полімерних композитів та їх здатність протистояти високотемпературним середовищам можуть допомогти збільшити діапазон літальних апаратів, одночасно зменшуючи споживання палива та експлуатаційні витрати, що робить його привабливим для застосування в наступному поколінні ПВО. Це руйнівне відкриття заклало основу для зустрічі майбутніх поколінь ВВС, економічно вигідних виробничих потреб.

Загалом, композитні матеріали на основі полімеру включають волокна, такі як скло волокна, в епоксидні або інші матричні матеріали. Вбудовані волокна підсилюють матрицю і роблять матеріал більш надійним.

У процесі полімерної полімерної друку за допомогою процесу лазерного спікання високотемпературне лазерне світло пропускається через полімерний порошковий шар, щоб сформувати комп'ютерну заздалегідь розроблену форму. Потім лазерний порошок використовується для формування нового порошкового шару, і цей процес повторюється кілька разів, поки 3D-частину не буде завершено.

Під час тестування високотемпературних полімерних смол група виявила, що технології виробництва добавок добре друкували полімерні порошки, але коли вони видаляли частини з порошкового шару після обробки, матеріали розплавилися і не могли бути використані.

Щоб вирішити цю проблему і краще дозволити утворенню та формуванню молекул під спекою лазера, дослідники додавали наповнювачі з вуглецевого волокна до матеріалу смоли, щоб краще переносити лазерну енергію на субстрат. Поглинаючи енергію лазера та проводячи тепла, вуглецеве волокно призведе до того, що лазер буде нагрівати матеріал набагато швидше, ніж тільки полімер.

Дослідники кажуть, що обробка високотемпературних матеріалів дуже важка і дорога, і цей матеріал зазвичай використовується для конкретних військових цілей, а його постачальники мають менше ресурсів. Цей прорив дозволить ВПС США виробляти високотемпературні складові частини більш економічно ефективним способом. Крім того, високотемпературні полімерні композиційні деталі характеризуються невеликими розмірами і множинними функціями. Останні результати досліджень не тільки принесуть великі переваги ВПС, але також можуть призвести до руйнівного впливу на всю галузь.

Попередні дані випробувань показують, що цей новий матеріал може протистояти високим температурам, проте для подальшого тестування та перевірки матеріалу потрібно, перш ніж воно фактично застосовуватиметься до платформи Повітряних Сил.