El equipo de ingenieros de materiales del Instituto de Tecnología de la Universidad de Nueva York desarrolló fibras de espuma compuestas y obtuvo un proceso para la impresión 3D en impresoras comerciales. Crédito de la imagen: Escuela de Tecnología de la Universidad de Nueva York
Un equipo de científicos de materiales de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Nueva York ha desarrollado el primer proceso para espumas sintácticas impresas en 3D que se pueden usar en áreas como automoción, aviación y construcción naval donde la densidad del material es baja pero intensa. Este avance permite a los fabricantes imprimir componentes con cualquier forma compleja que pueda soportar el estrés más profundo, por lo que tiene una perspectiva de aplicación especial para submarinos.
La espuma sintáctica es una mezcla de un material compuesto de resina epoxi o una mil millones de plástico de pequeño vidrio hueco o esferas cerámicas, y este material compuesto con una resistencia y flotabilidad superior, James ampliamente utilizado • Cameron (James Cameron) Submarinos como el Deepsea Challenger y la próxima generación Alvin Deep Sea Explorer.
En dos artículos publicados en JOM, profesor asociado de la universidad de ingeniería mecánica y aeroespacial Nikhil Gupta y sus estudiantes investigadores en materiales compuestos y Mecánica Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto de Ingeniería de la Universidad de Nueva York Laboratorio y colaboradores indios han informado de que han desarrollado Composites espuma y puede ser comercial impreso con impresión 3D.
Actualmente, miembro de espuma compuesta se produce mediante moldeo por inyección entre, el miembro adhesivo y los elementos de fijación debe ser utilizado para conectar entre sí, lo que hace que las piezas de desgaste. Impresión 3D también se conoce como aditivo de fabricación, permite a un fabricante complejo partes (como la cáscara del coche y la estructura interna) realizadas en una sola pieza para que sea más robusto. de doctorado de Gupta Ashish Kumar Singh dirigió el equipo de investigación describe cómo superaron los obstáculos del proceso de fabricación de aditivos, tales como microesferas mezcladas durante impresora pulverización obstrucción de la boquilla y la tendencia microesferas. también muestran que la espuma fibra de material compuesto con el medio ambiente reciclable.
Los investigadores desarrollaron un plástico de polietileno de alta densidad utilizada para la fabricación de componentes industriales fibras (HDPE), y microesferas hechas de cenizas volantes recicladas (ceniza - residuos subproducto de la combustión del carbón - espuma sintética También es posible descargar sustancias tóxicas de los vertederos.
Gupta trabajó con colegas de la India Surathkal Instituto Nacional de Tecnología Karnataka (NIT-K) de dicho: 'Nuestro objetivo es desarrollar la utilización de fibra de imprenta para la impresión, sin cambiar los parámetros de hardware de la impresora que afectan el proceso de impresión. muchos, incluyendo material de placa de impresión, la temperatura y la velocidad de impresión. buscar los parámetros óptimos es clave para lograr impresión de alta calidad '.
profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial Nikhil Gupta (derecha) de doctorado Ashish Kumar Singh (izquierda) informó sobre el progreso de la espuma compuesta y filamentos que usa la impresora para imprimir en 3D comercial relacionada con los procesos Fuente: Instituto de la Universidad de Nueva York de la tecnología
Gupta recientemente con socios de la industria para crear una espuma herramienta de diseño en línea de material compuesto, explicó, el diámetro de las partículas esféricas huecas utilizadas en el estudio de solamente 0,04 mm a 0,07 mm. Esta combinación de tamaño y forma de las microesferas Puede fluir a través de una boquilla de impresora 3-D de 1,7 mm sin bloquear el flujo de material.
Explicó que este proceso requería que el equipo minimizara el grado de rotura de partículas durante la mezcla de la resina de HDPE con las partículas huecas frangibles, lo que da como resultado una fibra de baja densidad.
Singh agregó: "Queremos agregar tantas partículas huecas como sea posible para que el material sea más liviano, pero un aumento en el número de partículas significa que se quebrarán más partículas durante el procesamiento". Las partículas huecas ininterrumpidas se utilizan en la fabricación de filamentos. Durante el proceso, o en el posterior proceso de impresión 3-D, se requiere mucho control del proceso.
Además de la conveniencia del nuevo proceso en la fabricación de componentes complejos, los materiales producidos por impresión tridimensional solo tienen una resistencia a la tracción y una densidad comparables a las producidas por moldeo por inyección.
Singh dijo: "Los resultados muestran que la espuma compuesta producida por la impresión 3D es comparable en rendimiento al mismo material producido por el moldeado por inyección convencional más comúnmente utilizado".
Gupta dijo, incluyendo el investigador estudiante en la Universidad de Nueva York Instituto de Brooks Saltonstall, NIT-K de Balu Patil y Mrityunjay Doddamani, así como estudiantes visitantes procedentes de Alemania Clausthal Universidad de Tecnología • Nicholas Hoffman (Niklas Hoffmann), incluyendo este equipo se centrará ahora en la optimización de las propiedades del material para diversas aplicaciones, tales como vehículos submarinos que pueden correr a una profundidad específica.
': Parte 2 espuma sintáctica fabricación de aditivos de desarrollo de la fibra, de rendimiento y de reciclaje potencial: caracterización y propiedades mecánicas de la muestra de impresión de espuma sintáctica aditivo de fabricación Parte 1:' JOM la revistas publicadas.