Das Team der Werkstoffingenieure am Institut für Technologie der New York University entwickelte Verbundschaumstoffe und erhielt ein Verfahren für den 3D-Druck auf Akzidenzdruckereien Bildnachweis: New York University School of Technology
Ein Team von Materialwissenschaftlern vom Institut für Technologie der Universität New York hat das erste Verfahren für 3D-gedruckten Verbundschaum entwickelt, das in Bereichen wie Automobil-, Flugzeug- und Schiffbau eingesetzt werden kann, wo die Materialdichte gering, aber hoch ist. Dieser Durchbruch ermöglicht es den Herstellern, Bauteile mit einer komplexen Form zu drucken, die den Belastungen in der Tiefe standhalten, so dass sie eine besondere Anwendungsmöglichkeit für U-Boote bietet.
Syntaktischer Schaum ist ein Gemisch aus einem Epoxidharz-Verbundmaterial oder ein Kunststoff Milliarden von winzigen Hohlkugeln aus Glas oder Keramik, und das Verbundmaterial mit überlegener Festigkeit und Tragvermögen, weit verbreitete James • Cameron (James Cameron) Tiefsee-Herausforderer (Deepsea Challenger) und die nächste Generation von Alvin (Alvin) und anderen Tiefseeforschern U-Boot.
In zwei in JOM veröffentlichten Papiere, Associate Professor für mechanische und Raumfahrttechnik College Nikhil Gupta und seine Schüler Forscher in Verbundmaterialien und Mechanik Labor Department of Mechanical Engineering Institute der New York University und indische Mitarbeiter haben berichtet, dass sie entwickelt haben, die Verbundfasern und Schäume im Handel erhältlicher Drucker 3D-Druck.
Derzeit wird Verbundschaumteil durch Spritzgießen hergestellt zwischen dem Klebeelement und die Befestigungselemente verwendet werden müssen miteinander zu verbinden, die die Verschleißteile machen. 3D-Druck auch als additive Fertigung bekannt ist, ermöglicht es einen Hersteller, komplexe Teile (wie Auto-Shell und die innere Struktur) in einem Stück gefertigt es robuster zu machen. von Gupta Doktor Ashish Kumar Singh das Forscherteam beschreibt geführt, wie sie additiven Herstellungsprozess Hindernis, wie zum Beispiel Mikrokügelchen wanden gemischt während der Pulverisierung Drucker Düsenverstopfung und der Mikro Trend. sie zeigen auch, dass der Faserverbundschaum umwelt recycelbar.
Die Forscher entwickelten einen hochdichte Polyethylen-Kunststoff häufig verwendet, um industrielle Komponenten (HDPE) Fasern herzustellen, und Mikrokugeln aus Recycling-Flugasche (Asche aus - Abfall-Nebenprodukte von Kohleverbrennung - Kunststoffschaum es kann auch von toxischen Substanzen aus Deponien entladen.
Gupta arbeitete mit Kollegen in Indien Surathkal Karnataka National Institute of Technology (NIT-K) sagte: ‚Unser Fokus ist Faser verwendet kommerziellen Drucker zum Drucken zu entwickeln, ohne die Drucker-Hardware-Parameter Ändern des Druckprozess zu beeinflussen. viele, einschließlich Druckplattenmaterial, die Temperatur und die Druckgeschwindigkeit. versuchen, die optimalen Parameter sind der Schlüssel qualitativ hochwertigen Druck zu erreichen. "
Associate Professor für mechanische und Raumfahrttechnik Nikhil Gupta (rechts) Doktor Ashish Kumar Singh (links) berichtet über den Stand der Verbundschaum und Filamente kommerziellen 3D-Drucker mit Quelle drucken bezogenen Prozesse: New York University Institute of Technology
Gupta vor kurzem mit Industriepartner ein Verbund-Schaumstoff Online-Design-Tool zu erstellen, erklärte er, der Durchmesser der hohlen kugelförmigen Teilchen in der Studie von nur 0,04 mm bis 0,07 mm verwendet. Diese Kombination von Größe und Form der Mikrokugeln 1,7 mm kann eine Druckerdüse 3-D durchströmen, und nicht, Verstopfung Materialfluss.
Er erklärt, dass dieses Verfahren mit dem Hohlteilchen zerbrechlichen Prozess gemischt Teams minimieren Partikelfragmentierung HDPE-Harz erfordert, um dadurch eine geringe Dichte Fasern zu erhalten.
Singh fügte hinzu: "Wir wollen so viele hohle Partikel wie möglich hinzufügen, um das Material leichter zu machen, aber eine Zunahme der Anzahl der Partikel bedeutet, dass mehr Partikel während der Verarbeitung brechen." Ununterbrochene hohle Partikel werden in der Filamentherstellung verwendet Während des Prozesses oder im anschließenden 3-D-Druckprozess ist viel Prozesskontrolle erforderlich.
Neben dem Komfort des neuen Verfahrens bei der Herstellung komplexer Bauteile weisen die durch den 3-D-Druck hergestellten Materialien eine vergleichbare Zugfestigkeit und Dichte auf wie die durch Spritzgießen hergestellten.
Singh sagte: "Die Ergebnisse zeigen, dass der durch den 3D-Druck hergestellte Verbundschaum in seiner Leistung mit dem gleichen Material vergleichbar ist, das durch das am häufigsten verwendete herkömmliche Spritzgießen hergestellt wird."
Gupta sagte, einschließlich Bachelor-Forscher an der New York University Institute of Brooks Saltonstall, NIT-K von Balu Patil und Mrityunjay Doddamani sowie Gaststudenten aus Deutschland Technische Universität Clausthal • Nicholas Hoffman (Niklas Hoffmann), einschließlich Diese Gruppe wird sich nun darauf konzentrieren, die Materialeigenschaften für eine Vielzahl von Anwendungen zu optimieren, beispielsweise für Unterwasserfahrzeuge, die in bestimmten Tiefen arbeiten können.
JOM die Zeitschriften veröffentlicht: ‚syntaktischen Schaum additive Herstellungs Teil 1: Faserentwicklung, Leistung und Potenzial Recycling; Teil 2 syntaktischen Schaum generative: Charakterisierung und mechanische Eigenschaften des Probedruckes‘.