HRL实验室开发出新型陶瓷3D打印技术可制造飞船
时间:2016-06-16 16:45 来源:天工社 作者:中国3D打印网 点击:次
陶瓷结实、轻便并且比许多金属更耐热,是制造飞机或火箭零件的理想材料。日前,著名研究机构HRL实验室开发的一种新型3D打印技术,使它们能够克服传统陶瓷加工的限制,创造坚固、无瑕的陶瓷制品。例如,航天飞机上的隔热砖就是由陶瓷制成的。 陶瓷3D打印机可以建造太空飞船 研究人员说,他们的技术将使任何人都能3D打印几乎不会破裂的陶瓷,这些3D打印陶瓷可以被制作成复杂、弯曲或多孔的形状。陶瓷的主要优点之一是它们在高温下具有高度的稳定性,此外还具有优良的环境耐性和强度。
研究人员一直在寻找方法来3D打印陶瓷,主要障碍之一是陶瓷颗粒的属性,因为这些陶瓷颗粒在加热时不会结合在一起。因此,已经开发出的少数3D打印技术生产陶瓷的速度缓慢,并且生产出的物品也容易破裂。 HRL的高级化学工程师Zak Eckel和高级化学博士Chaoyin Zhou采用硅氧基聚合物改进了这些工艺,在聚合时限制紫外光使得增材物品不需要UV固化步骤。该发明基本上是一种树脂配方,几乎可以被3D打印成任何形状和尺寸的零件。 “我们团队克服陶瓷工艺的固有挑战,开发出一种在各类行业有无数用途的新材料,”HRL Sensors和Materials Laboratory的资深科学家Tobias Schaedler博士解释说。“所得到的材料可以承受超过1700°C的高温,并且表现出高于类似材料十倍的强度。” 当聚合物被打印后,该零件被加热到高温燃烧掉氧原子,从而形成一个高度致密和坚固的碳化硅产品,它可以承受超过1700°C的高温,并表现出高于类似材料十倍的强度。 “从喷气发动机和超音速飞行器的大型构件,到微机电系统和电子器件包装中的复杂零件,通过该工艺都可以制作,”Schaedler解释说。HRL 和 DARPA所资助的该研究的进一步技术信息,包含在本月Science的报告中,351卷第6268页58-62行。 “与金属和聚合物相比,陶瓷极高的熔点增加了增材制造的挑战。由于陶瓷不容易被铸造或加工,3D打印在几何可塑性方面是一个大飞跃。我们报告的有机单体,在光固化3D打印机上或通过图案化的掩模进行紫外光固化,形成了有复杂形状和蜂窝结构的3D聚合物结构。 (责任编辑:admin) |