L'exèrcit nord-americà desenvolupa un mètode per a la impressió en 3D de polímers resistents a altes temperatures

Recentment, el Laboratori d'Investigació de la Força Aèria dels EUA, en col·laboració amb el Centre de Recerca Glenn de la NASA i la Universitat de Louisville, ha desenvolupat un mètode per a la impressió en 3D de polímers resistents a altes temperatures. Els investigadors van utilitzar resines termoestables d'alta temperatura impregnades amb filaments de fibra de carboni i processos de sinterització selectiva de làser per imprimir amb èxit peces compostes de polímers resistents a altes temperatures que poden suportar temperatures superiors a 300 ° C. S'espera que s'utilitzin en el futur per a altes temperatures al voltant de recanvis de motors de turbina o escapament del motor. àrea.

Les propietats lleugeres dels compòsits basats en polímers i la seva capacitat per suportar entorns d'alta temperatura poden ajudar a augmentar el rang d'avions reduint el consum de combustible i els costos d'explotació, fent-lo atractiu per a la propera generació d'aplicacions d'equips de la Força Aèria. Aquest descobriment pertorbador va asseure les bases per satisfer les necessitats de fabricació de la propera generació, rendibles i rendibles de la Força Aèria.

En general, els composites basats en polímers incorporen fibres com fibres de vidre en epoxi o altres materials matricials. Les fibres incrustades reforcen la matriu i fan que el material sigui més robust.

En el procés de polimerització d'impressió 3D mitjançant un procés de sinteritzat làser, la llum làser a alta temperatura es transmet a través del llit de pols de polímer per formar una forma pre-dissenyada per ordinador. El pols làser s'utilitza per formar la nova capa de pols i aquest procés es repeteix diverses vegades fins que es completa la part 3D.

Quan es van provar resines polimèriques d'alta temperatura, l'equip va trobar que les tècniques de fabricació additiva estaven ben polides polimèriques impreses, però quan van treure parts del llit pols per al tractament posterior, els materials es van fondre i no es van poder utilitzar.

Per resoldre aquest problema i permetre que les molècules siguin ferides i modelades sota la calor del làser, els investigadors van agregar farcits de fibra de carboni al material de resina per transferir millor l'energia del làser al substrat. En absorbir l'energia del làser i dur a terme la calor, la fibra de carboni farà que el làser escalfi el material molt més ràpidament que utilitzar el polímer sol.

Els investigadors diuen que el processament de materials a alta temperatura és molt difícil i costós, i aquest material sol utilitzar-se amb finalitats específiques militars i els seus proveïdors tenen menys recursos. Aquest avenç permetrà a la Força Aèria dels Estats Units fabricar peces compostes d'alta temperatura d'una manera més rendible. A més, les peces compostes de polímers d'alta temperatura es caracteritzen per una mida petita i múltiples funcions. Els últims resultats de la recerca no només aportaran grans beneficis a la força aèria, sinó que també poden afectar negativament a tota la indústria.

Les dades de prova preliminar mostren que aquest nou material pot suportar altes temperatures, però es requereix una prova i verificació del material abans que s'apliqui realment a la plataforma de la Força Aèria.