Inżynierowie UConn opracowują ceramiczne i metalowe rozwiązanie druku 3D dla amerykańskiej marynarki wojennej w celu produkcji części zamiennych na morzu

Inżynierowie UConn znaleźli sposób, w jaki załoga statku marynarki wojennej określiła dokładny punkt problemów mechanicznych na pokładzie statku, co negowałoby konieczność przeniesienia statku w tryb konserwacji. Zamiast tego mogliby wykorzystać technologię druku 3D do naprawy lub wymiany uszkodzonej części na morzu, oszczędzając zarówno czas, jak i pieniądze.

Pamir Alpay, GE Profesor w dziale Advanced Manufacturing i dyrektor wykonawczy w firmie UConn's Innovation Budowanie partnerstwa, wyjaśnił: "Zasadniczo staramy się połączyć dwa całkowicie oddzielne materiały - ceramikę i metale - w dodatkowym środowisku produkcyjnym. Takie połączenie w procesie drukowania trójwymiarowego jest wyjątkowe i stanowi wyzwanie. "

Praca z produkcją dodatków do ceramiki i metali otworzy nowe możliwości w wymagających branżach i rzeczywiście jest celem innych prac wokół globus, taki jak w nowym systemie Carmel XJet.

Zmiany temperatury mogą wskazywać na problem na pokładzie. Urządzenie zespołu może przenosić ciężar, jednocześnie opierając się wariantom temperaturowym, o istniejących komponentach jednocześnie. Następnie generuje sygnał elektryczny w czasie rzeczywistym, aby ostrzec członków załogi o zmianie temperatury, a także o tym, jak duże obciążenie jest nakładane na obrażającą część.

Inżynierowie UConn pracują również nad procesem może być zastosowany w terenie, który może produkować wydrukowane na drukarce części zamienne 3D na statku, gdy oryginalne części metalowo-ceramiczne wykazują oznaki awarii lub inne problemy.

To połączenie metalu i ceramiki narodziło się z marynarki wojennej dążenie do przedłużenia cyklu konserwacji dla swoich statków. Według personelu Marynarki, statki nie musiałyby być odbierane w trybie offline w celu naprawy i inspekcji, gdyby krytyczne komponenty mogły być monitorowane w czasie rzeczywistym, a części zamienne mogłyby być produkowane na morzu.

System UConn działa poprzez deponowanie tlenek ceramiczny na ustrukturyzowany element drukowany w 3D, wykonany z superkomponentu lotniczego Inconel, który jest odporny na zmiany temperatury. Tlenek ceramiczny, który może wykrywać zarówno odkształcenia, jak i zmiany temperatury, oferuje cenny monitoring czasu w czasie rzeczywistym dla personelu Marynarki Wojennej poprzez generowanie dostępnego sygnału elektrycznego za pośrednictwem częstotliwości radiowych. Na przykład UConn zauważa, że ​​zlokalizowany punkt stresu, taki jak małe pęknięcie, może zostać wykryty i naprawiony, zanim stanie się większym punktem awarii, i chociaż istnieje już technologia, która może zaalarmować załogęwahania temperatury w poszczególnych strefach statku, Alpay mówi, że sygnalizacja dokładnej lokalizacji tego rodzaju problemów jest nowa.

Alpay powiedział: "Jest to badanie typu proof-of-concept, które pokazuje, że można to zrobić przy zachowaniu funkcjonalnych właściwości tlenku. "

Konieczne będą dodatkowe etapy przetwarzania, gdy części zamienne zostaną wydrukowane w 3D, np. wygładzanie powierzchni i podgrzewanie części w piecu, aby nadać im określone właściwości, ale zgodnie z Hebert, jeśli zważysz te kroki przeciwko możliwości zaoszczędzenia paliwa i masy przy pomocy na żądanie, produkcji na miejscu i samodiagnostyce strukturalnych części statku, potencjalne korzyści znacznie przewyższają dodatkowe przetwarzanie.

Mieszanina ceramiczno-metalowa UConn może być również wykorzystywana do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Marynarka wojenna potrzebuje teraz takiej technologii. Ponadto Hebert opracował również 10-dniowy kurs szkoleniowy w zakresie druku 3D dla dwóch inżynierów Naval Air Systems Command (NAVAIR), aby zapewnić im zarówno teoretyczne informacje praktyczne, jak i praktyczne doświadczenie. Szkolenie pomoże szerzyć wiedzę o drukowaniu 3D, a także o możliwościach, ograniczeniach i wyzwaniach w szerszym kręgu w marynarce wojennej.

Według Heberta potencjał ten jest prawdziwy w przypadku zastosowań morskich i obronnych, chociaż powiedzieć, że "dalsze badania podstawowe i stosowane są konieczne, aby osiągnąć powtarzalne wyniki i odporność w użytkowaniu w terenie."