L'équipe d'ingénieurs en matériaux de l'Institut de technologie de l'Université de New York a mis au point des fibres composites et a obtenu un procédé d'impression 3D sur des imprimantes commerciales Crédit d'image: École de technologie de l'Université de New York
Une équipe de spécialistes des matériaux de l'Institute of Technology de l'Université de New York a développé le premier procédé de mousse composite imprimée en 3D utilisable dans des domaines tels que l'automobile, l'aéronautique et la construction navale. Cette percée permet aux fabricants d'imprimer des composants avec toute forme complexe qui peut supporter le stress plus profond, de sorte qu'il a une perspective d'application spéciale pour les sous-marins.
La mousse syntactique est un mélange d'un matériau composite à base de résine époxy ou une matière plastique milliards de minuscules creux en verre ou sphères de céramique, ce matériau composite ayant une résistance supérieure et de la flottabilité, largement utilisé James • Cameron (James Cameron) challenger-mer profonde (challenger Deepsea) et la prochaine génération de Alvin (Alvin) et d'autres explorateurs-mer profonde sous-marin.
Dans deux articles publiés dans JOM, professeur agrégé de l'université d'ingénierie mécanique et aérospatiale Nikhil Gupta et ses étudiants chercheurs en matériaux composites et mécanique Département Laboratoire de l'Institut de génie mécanique de l'Université de New York, et ses collaborateurs indiens ont rapporté qu'ils ont mis au point La mousse de composites et peut être imprimée commerciale avec l'impression 3D.
Actuellement, un membre de la mousse composite est produit par moulage par injection entre, l'élément adhésif et les éléments de fixation doit être utilisé pour connecter ensemble, ce qui rend les pièces d'usure. Impression 3D est également connu comme additif de fabrication, permet à un fabricant de complexe parties (comme la coquille de voiture et de la structure interne) faite en une seule pièce pour le rendre plus robuste. de doctorat de Gupta Ashish Kumar Singh a dirigé l'équipe de recherche décrit comment ils ont surmonté les obstacles additifs de processus de fabrication, telles que les microsphères mixtes au cours de l'obstruction des buses d'impression de pulvérisation et la tendance des microsphères. ils montrent aussi que la mousse de fibres composites de l'environnement recyclable.
Les chercheurs ont mis au point des fibres de polyéthylène haute densité (PEHD) couramment utilisées dans la fabrication de composants de qualité industrielle, ainsi que des microsphères faites de cendres volantes recyclées (cendres volantes - le sous-produit des déchets de combustion du charbon - Il est également possible de décharger des substances toxiques des sites d'enfouissement.
Gupta, qui travaille avec des collègues de l'Institut national de technologie de Surathkal Karnataka, en Inde (NIT-K), a déclaré: «Notre objectif est de développer une fibre qui utilise des imprimantes commerciales pour imprimer sans changer le matériel d'impression. Beaucoup, y compris les matériaux de la plaque, les températures et les vitesses d'impression, et de trouver les meilleurs paramètres de processus est la clé de l'impression de haute qualité.
professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial Nikhil Gupta (à droite) au doctorat Ashish Kumar Singh (à gauche) fait état des progrès de la mousse composite et des filaments en utilisant l'imprimante 3D du commerce pour imprimer les processus liés Source: Université de New York Institute of Technology
Gupta récemment avec des partenaires de l'industrie pour créer un outil de mousse composite de conception en ligne, il a expliqué, le diamètre des particules sphériques creuses utilisées dans l'étude de seulement 0,04 mm à 0,07 mm. Cette combinaison de taille et la forme des microsphères 1,7 mm peuvent circuler à travers une buse d'imprimante 3-D, et ne coule pas de matériau de blocage.
Il explique que ce procédé nécessite de minimiser les équipes résine HDPE de fragmentation des particules mélangées avec les particules creuses processus frangible, pour obtenir ainsi une faible densité de fibres.
Singh a ajouté: «Nous voulons ajouter le plus de particules creuses possible pour alléger le matériau, mais une augmentation du nombre de particules signifie que plus de particules se fissureront pendant le traitement.» Les particules creuses non brisées sont utilisées dans la fabrication des filaments Pendant le processus, ou dans le processus d'impression 3D ultérieur, il faut beaucoup de contrôle de processus.
En plus de la commodité du nouveau processus dans la fabrication de composants complexes, les matériaux produits par l'impression 3D seule ont une résistance à la traction et une densité comparables à celles produites par le moulage par injection.
Singh a déclaré: "Les résultats montrent que la mousse composite produite par l'impression 3D est comparable en performance au même matériau produit par le moulage par injection conventionnel le plus couramment utilisé."
Gupta a dit, y compris le chercheur de premier cycle à l'Université de New York Institute of Brooks Saltonstall, NIT-K de Balu Patil et Mrityunjay Doddamani, ainsi que la visite des étudiants de l'Allemagne Clausthal Université de technologie • Nicholas Hoffman (Niklas Hoffmann), y compris cette équipe va maintenant se concentrer sur l'optimisation des propriétés des matériaux pour diverses applications, telles que les véhicules sous-marins qui peuvent fonctionner à une profondeur spécifique.
JOM les journaux publiés: 'additif fabrication de mousse syntactique Partie 1: Développement de fibres, de performance et de recyclage potentiel; additif mousse syntactique Partie 2 de fabrication: caractérisation et les propriétés mécaniques de l'impression d'un échantillon.