Когда критическое оборудование терпит неудачу, солдаты на поле битвы или на отдаленных основаниях часто вынуждены ждать несколько недель, чтобы заменить части. Теперь исследователи из Лаборатории исследований армии США и Корпуса морской пехоты США нашли способ сделать это часами. Эти части изготовлены из отходов пластмасс, таких как бутылки с водой, картон и другие пригодные для повторного использования материалы в качестве исходных материалов для трехмерной печати.
Исследователи представили свою работу вчера на Национальной конференции и выставке «Национальная конференция химического общества (ACS)». Потенциальные применения технологий производства присадок очень широки - от моделей до производства и временных деталей до конечных частей самолетов и медицинского оборудования Имплантат ", - сказал доктор Николь Зандер.
Предоставление продовольствия, топлива, боеприпасов и запасных частей к боевым действиям является сложной задачей, требующей тысяч сотрудников материально-технического обеспечения, подрядчиков и производителей. По данным Управления подотчетности правительства США, Министерство обороны США насчитывает в общей сложности восемь 5 миллионов предметов, распределенных в разных цепочках поставок. Однако немногие из этих предметов хранятся в местах первой линии, что означает, что войска в этих районах иногда сталкиваются с нехваткой важных материалов. Многие из этих единиц имеют запасные части, которые могут быть изготовлены. И 3D-принтеры для другого оборудования, но они полагаются на традиционные материалы, которые должны быть реквизированы, такие как коммерчески доступные пластиковые нити, и они могут занять дни, недели или даже месяцы.
Zander и Capt.Anthony Molnar, сотрудник Корпуса морской пехоты США, создали трехмерные печатные нити из переработанного полиэтилентерефталата (ПЭТ), бутылок и пластмасс без какой-либо химической модификации или Добавки. ПЭТ-пластики, найденные в бутылках с водой и содой, являются обычными отходами, находящимися вокруг основания. Хотя ПЭТ широко используется во многих областях применения, он широко не используется из-за его высокой температуры плавления, водопоглощения и проблем кристалличности. FFF 3D печатное сырье.
Исследователи использовали процесс, называемый твердофазным измельчением при сдвиге для получения композитных ПП / целлюлозных нитей. В этом способе измельченный пластик, бумага, картон или древесная мука измельчали в двухшнековом экструдере для получения Затем тонкий порошок затем перерабатывается в трехмерные печатные нити. Исследователи провели механические испытания на филаментах ПЭТ-пластиков, и их работа показала, что рециркулированные ПЭТ-волокна были такими же прочными и гибкими, как и коммерческие нити 3D-принтера. Команда использовала переработанные ПЭТ-волокна для печати радиоугольных кронштейнов для транспортных средств, долговременного военного предмета. Для этого процесса требуется около 10 бутылок с водой, для чего требуется около двух часов.
Зандер объяснил: «Что касается механических свойств, то большинство полимеров, используемых в FFF, имеют объемную прочность от 30 до 100 МПа. Средняя прочность рециркулируемого ПЭТ составляет 70 МПа, поэтому он может быть подходящим материалом для 3D-печати».
Команда также изучила трехмерную печать других видов пластмасс, таких как полипропилен (PP) для контейнеров с йогуртом или сыром, или полистирол (PS) для пластиковых контейнеров. Эти пластмассы не работают хорошо сами по себе, но Команда обнаружила, что смешивая их с другими пластмассами или добавляя наполнители, такие как усиливающие агенты или упрочняющие агенты, могут быть получены сильные и гибкие нити.
Исследователи говорят, что мотивация для этой работы заключается в увеличении возможностей и готовности комбатантов за счет сокращения затрат на техническое обслуживание во время развертывания и снижения зависимости от логистической цепочки поставок. Команда Цандера строит мобильный рециркуляционный трейлер, который позволит солдатам пластифицировать Повторно используется для 3D-печати. Она также изучает способы печати пластиковых гранул вместо волокон, что поможет солдатам быстро производить большие 3D-печатные детали и машины.