| 3D列印泡沫材料的突破可能有助於推進和改進潛艇, 使水下設備能夠在更大的深度上進行探索. 近日, 來自紐約大學Tandon工程學院的材料科學研究團隊開發了一種3D列印複合泡沫材料的方法, 這種複合材料可用於汽車, 飛機, 船舶和潛艇製造等一系列應用.  複合泡沫材料由微小空心陶瓷或玻璃球與環氧樹脂或塑料樹脂材料的混合物組成. 這種材料在製造業中很受歡迎, 因為它的強度, 重量和輕便性都令人難以置信. (可以理解的是, 這三個特點使得它在潛艇生產中特別有用. ) 紐約大學的科學家們認為, 3D列印複合泡沫材料的能力可以生產具有更好的抗壓性和物理性能的更複雜的部件, 從而改進目前使用的注塑成型泡沫塑料部件的方法. 注塑泡沫塑料雖然效果很好, 但要求在成型後連接部件, 正如研究人員所說的那樣, '引入薄弱環節' . 另一方面, 3D列印可以製造複雜的部件, 從而提高了部件的整體強度. 3D列印複合泡沫材料的工作原理是什麼? 令人驚訝的是, 研究團隊能夠開發出可以使用現成的3D印表機處理複合泡沫線材. 就線材開發而言, 這是一個比較複雜的問題. 正如研究小組在最近發表的一項研究中解釋的那樣, 在建立可3D列印的燈絲方面面臨著一些挑戰, 包括阻止泡沫的微球體在列印過程中被破壞或堵塞印表機噴嘴. 最後, 他們創造了一種由高密度聚乙烯塑料 (HDPE) 製成的可列印長絲和由回收的粉煤灰 (煤燃燒的廢副產品) 組成的微球體. 除了可列印性外, 複合泡沫材料也是完全可回收的. 該項目的機械和航空航天工程副教授Nikhil Gupta解釋說: '我們的重點是開發一種可用於商業印表機的燈絲, 而不需要改變印表機的硬體. 參與該項目的許多參數影響列印過程, 包括列印材料, 溫度和列印速度, 找到一種最佳的列印條件是使高質量列印成為可能的關鍵. ' 開髮長絲的一個關鍵要素是找到適當尺寸的微球體, 使其能夠很容易地穿過印表機噴嘴而不會堵塞. 最終, 微球體的直徑範圍為0.04毫米至0.07毫米, 可以通過標準的1.7毫米印表機噴嘴. 此外, 科學家們不得不弄清楚如何將HDPE樹脂與微觀結構混合在一起, 不會完全破壞和壓碎中空形狀. Gupta的博士生和研究負責人之一的Ashish Kumar Singh說: '我們希望添加儘可能多的空心顆粒, 以使材料更輕, 但更多的顆粒數量意味著更多的顆粒會在加工過程中破裂. 首先在長絲製造過程中, 然後在3D列印過程中, 空心顆粒的不被破壞需要大量的過程式控制制. ' 令人印象深刻的是, 3D列印的複合泡沫材料已經表現出優異的性能. 據報道, 在拉伸強度和密度方面與注塑部件相當. Singh補充說: '結果表明, 3D列印的複合泡沫組件的性能與廣泛使用的相同材料的傳統注塑件相當. ' 目前, 該團隊正在優化可在特定深度運行的潛艇的發展材料. 據悉, 研究小組已於最近在JOM雜誌, '礦物學報' , '金屬與材料學會' 上發表了兩篇關於該研究的獨立的論文. 此外, 紐約大學Tandon機械工程系的團隊與來自印度Surathkal的卡納塔克邦國家技術研究所的一個團隊進行了合作. 文章來源:3D虎 |
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