Okręty podwodne mogą głębiej nurkować dzięki nowemu, lekkiemu, trójwymiarowemu, nadającemu się do zadrukowania filamentowemu włóknu

Pianki syntaktyczne to materiał wytworzony przez zmieszanie żywicy epoksydowej lub plastycznej z miliardami mikroskopijnych kul, tradycyjnie wykonanych ze szkła lub ceramiki. Kulki w piankach są puste, więc wszelkie części lub elementy wykonane z nich są znacznie lżejsze niż części wykonane z tradycyjnych materiałów. Kształt kulek pozwala na zmniejszenie ciężaru części bez poświęcania wytrzymałości lub trwałości części. Syntaktyczne elementy piankowe zostały wykorzystane w produkcji najnowocześniejszych łodzi podwodnych, takich jak nowy eksplorator głębinowy Alvin i Challenger Deep używane przez Jamesa Camerona do wykonania rekordowego nurkowania w marianie w 2012 roku.

Te części są tradycyjnie wytwarzane za pomocą technologii formowania wtryskowego, jednak proces ten ogranicza kształt i złożoność części, przy czym wiele elementów musi być połączonych razem z klejami lub elementami złącznymi, co może powodować osłabienie lub podatność na uszkodzenia. Proces drukowania 3D eliminuje potrzebę łączenia bardzo skomplikowanych części, ponieważ cała część może być wytwarzana w tym samym czasie. Nie tylko zmniejsza to produkcję i czas produkcji części, ale poprawia ogólną wytrzymałość i trwałość każdego komponentu.

"Naszym celem było opracowanie włókna, które może być używane w komercyjnych drukarkach bez żadnych zmiana w sprzęcie drukarki. Istnieje wiele parametrów wpływających na proces drukowania, w tym materiał płyty montażowej, temperatura i szybkość drukowania. Znalezienie zestawu optymalnych warunków było kluczem do umożliwienia drukowania wysokiej jakości części ", powiedział Gupta.

Ugruntowali się, wytwarzając swoje włókno z tworzywa sztucznego z polietylenu o wysokiej gęstości, bardzo mocnego materiału często stosowane w produkcji komponentów przemysłowych, a nie ceramicznych lub żywicznych, a mikrokulki zostały wykonane z odzyskanego produktu ubocznego odpadowego węgla, zwanego popiołem lotnym. Aby zapobiec zatykaniu dysz przez mikrokulki, zostały one wykonane w określonym rozmiarze i kształcie, co pozwala im swobodnie przepływać przez dyszę drukarki 3D o średnicy 1,7 mm. Każda pojedyncza kula ma średnicę od 0,04 mm do 0,07 mm. Wstępne testy elementów drukowanych 3D wykazały, że wykazują one wytrzymałość na rozciąganie i gęstość porównywalną z komponentami wykonanymi za pomocą formowania wtryskowego CD3D .

"Wyniki pokazują, że właściwości komponentów syntaktycznej pianki drukowanej w 3D są na równi z powszechnie stosowaną tradycyjną formą wtryskowączęści tego samego materiału "- wyjaśnia Ashish Kumar Singh, doktorant pracujący pod Gupta.

Kolejnym krokiem Gupty i jego zespołu jest skupienie się na optymalizacji właściwości materiału dla szerokiej gamy aplikacji, w tym produkcja części używanych w podwodnych pojazdach zdolnych do funkcjonowania na dużych głębokościach. Oprócz swojego zespołu w NYU Tandon, Gupta również ściśle współpracował ze swoimi kolegami z Narodowego Instytutu Technologii w Karnataka, Surathkal w Indiach, a projekt był wspierany przez US Office of Naval Research.

Porozmawiaj o tym i inne tematy związane z drukowaniem 3D na stronie 3DPrintBoard.com lub podziel się swoimi przemyśleniami w komentarzach na Facebooku poniżej.