قام فريق مهندسي المواد في معهد التكنولوجيا في جامعة نيويورك بتطوير ألياف رغوة مركبة وحصل على عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد على الطابعات التجارية صورة الائتمان: جامعة نيويورك للتكنولوجيا
قام فريق من علماء المواد من معهد التكنولوجيا في جامعة نيويورك بتطوير أول عملية للرغوة المركبة ثلاثية الأبعاد والتي يمكن استخدامها في مجالات مثل السيارات والطائرات وبناء السفن حيث تكون كثافة المواد منخفضة ولكن عالية القوة. هذا الاختراق تمكن الشركات المصنعة لطباعة المكونات مع أي شكل معقد التي يمكن أن تحمل الإجهاد أعمق، لذلك لديه احتمال تطبيق خاص للغواصات.
المركبات هي راتنجات الايبوكسي أو البلاستيك الراتنج المركبة مختلطة مع المليارات من الزجاج جوفاء صغيرة أو المجالات السيراميك مع الطفو الممتاز والقوة.يستخدم على نطاق واسع من قبل جيمس كاميرون، الغواصات مثل أعماق البحار تشالنجر والجيل القادم ألفين أعماق البحار إكسبلورر.
وقد أشار كل من نيخيل غوبتا، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة الميكانيكية والفضائية، والباحثون الطالب في مختبر المركبات الميكانيكية والميكانيكا في معهد البوليتكنيك التابع لجامعة نيويورك، والمتعاونين في الهند، في ورقتين نشرتهما جوم، رغوة رغوة ويمكن أن تكون تجارية المطبوعة مع الطباعة 3D.
حاليا، يتم إنتاج أجزاء الرغوة المركبة عن طريق حقن صب، ويجب أن تكون أجزاء انضمت من قبل المواد اللاصقة والسحابات التي تجعل الأجزاء عرضة.طباعة 3D، والمعروف أيضا باسم التصنيع المضافة، يسمح للشركات المصنعة لتكون معقدة (مثل قذيفة السيارة والهيكل الداخلي) لجعلها أكثر صرامة وأكثر صرامة.وصف الفريق بقيادة أشيش كومار سينغ، طالب الدكتوراه في غوبتا، كيف يمكن التغلب على الحواجز أمام التصنيع المضافة، مثل خلط ميكروسفهير عملية طحن وميل المجهرية لسد فوهات الطابعة، وأنها أظهرت أيضا الود البيئي للألياف الرغوية النحوية.
قام الباحثون بتطوير ألياف البولي إثيلين عالي الكثافة (هدب) المستخدمة عادة في تصنيع مكونات الصف الصناعية، فضلا عن المجهرية المصنوعة من الرماد المتطاير المعاد تدويره (الرماد المتطاير - المنتج الثانوي للنفايات من احتراق الفحم - ومن الممكن أيضا التخلص من المواد السامة من مدافن القمامة.
وقال غوبتا، الذي يعمل مع زملائه في المعهد الوطني للتكنولوجيا في سوراثكال كارناتاكا، الهند (نيت-K): "ينصب تركيزنا على تطوير الألياف التي تستخدم الطابعات التجارية للطباعة دون تغيير أجهزة الطابعة.المعلمات التي تؤثر على عملية الطباعة وهناك الكثير، بما في ذلك المواد لوحة ودرجات الحرارة وسرعات الطباعة، والعثور على أفضل المعلمات العملية هو مفتاح الطباعة عالية الجودة.
(يمين) الدكتوراه اشيش كومار سينغ (يسار) عن أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية والفضاء نيخيل غوبتا عن التقدم المحرز في رغوة المركبة وخيوط باستخدام طابعة 3D التجارية لطباعة العمليات ذات الصلة المصدر: معهد جامعة نيويورك للتكنولوجيا
غوبتا مؤخرا مع الشركاء في الصناعة لخلق رغوة أداة تصميم على الانترنت المركبة، وأوضح أن قطر جسيمات كروية مجوفة تستخدم في دراسة فقط 0.04mm الى 0.07mm. هذا المزيج من حجم وشكل المجهرية يمكن 1.7 ملم تتدفق من خلال طابعة فوهة 3-D، ولا تدفق المواد انسداد.
وأوضح أن هذه العملية تتطلب فرق تقليل الجسيمات الراتنج تجزئة HDPE مختلطة مع عملية قصم الجسيمات جوفاء، وبالتالي للحصول على الألياف منخفضة الكثافة.
وقال سينغ: "نحن نريد لإضافة أكبر عدد ممكن من الجسيمات جوفاء ممكن لجعل المواد أخف وزنا، ولكن زيادة في عدد الجسيمات يعني أن المزيد من الجسيمات سوف الكراك أثناء المعالجة". وتستخدم جزيئات جوفاء غير منقطعة في تصنيع خيوط أثناء العملية، أو في عملية الطباعة 3-D اللاحقة يتطلب الكثير من التحكم في العملية.
بالإضافة إلى تسهيل العملية الجديدة في تصنيع المكونات المعقدة، والمواد التي تنتجها الطباعة 3-D وحدها لديها قوة الشد مقارنة وكثافة لتلك التي تنتجها حقن صب.
وقال سينغ: "أظهرت النتائج أن الرغوة المركبة التي تنتجها الطباعة ثلاثية الأبعاد قابلة للمقارنة في الأداء مع نفس المادة التي ينتجها صب حقن الحقن التقليدي الأكثر شيوعا".
وقال غوبتا، بما في ذلك الباحث الجامعي في معهد جامعة نيويورك بروكس Saltonstall، NIT-K من بالو باتيل وMrityunjay Doddamani، وكذلك الطلبة الزائرين من جامعة كلاوستال ألمانيا تقنية • نيكولاس هوفمان (نيكلاس هوفمان)، بما في ذلك هذا الفريق سوف تركز الآن على تحسين خصائص المواد لمختلف التطبيقات، مثل المركبات تحت الماء التي يمكن تشغيلها على عمق محدد.
':؛ الجزء 2 النحوية رغوة التصنيع المضافة تطوير الألياف والأداء وإعادة التدوير المحتملة: توصيف والخواص الميكانيكية للعينة طباعة النحوية رغوة مضافة تصنيع الجزء 1: "JOM المجلات المنشورة.