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3D打印复合泡沫塑料助力下一代深海潜艇的研发

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-08 14:20:08   浏览次数:1306  
核心提示:3D打印泡沫材料方面的突破可以帮助改善潜艇的性能,使潜艇能够潜入更深的海域进行探测。
3D打印泡沫材料方面的突破可以帮助改善潜艇的性能,使潜艇能够潜入更深的海域进行探测。
 
 
纽约大学工学院的材料科学研究人员研发出一种3D打印复合泡沫材料的方式。 这种材料是一种在航空、航天、轮船和潜艇制造中广泛应用的复合材料。 
 
复合泡沫塑料是由微型空心陶瓷或玻璃球面、环氧树脂或塑料树脂材料构成的。因其强韧、轻型和良好的浮力而广受欢迎。可想而知,这些性能对于潜艇的生产制造是非常有利的。
 
纽约大学的科学家表示,3D打印的复合泡沫塑料可以赋予复杂的部件结构更好的抗逆性和物理性能,改善现有的复合泡沫塑料部件注模工艺。
 
泡沫材料最高效的注模方式需要在铸模完成之后将零件拼接在一起,但是这样就常常会产生瑕疵。而增材制造可以一体化生产复杂部件,从而提升部件的整体质量。
 
但是如何将这种材料与3D打印技术相适应呢?据最近的研究发现,构建3D打印线材方面障碍重重,要保证泡沫线材的连续性可不是一件容易的事。 
 
 
不过,最终他们研发出一种由高密度的聚乙烯塑料(HDPE)、再生浮尘和烧煤的废弃副产品构成的3D打印线材,此外,这种线材还具有可再生的优势。
 
“我们希望能研发出一种用于商业3D打印的线材,而这一过程的实现无需对打印机的程序做出任何的调整,”项目中的一位工程师表示,“影响打印的参数很多,包括构建平台的材料、温度、打印速度,找到最优的条件是打印出高品质部件的关键。”
 
研发这种线材的一个关键性的要素是找到适当的尺寸,使其能够轻松穿过打印机喷嘴而不会使喷嘴堵塞。最终确定下来的线材直径范围为0.04毫米至0.07毫米,可以轻松通过1.7毫米的标准打印机喷嘴。
 
此外,科学家还要弄清楚如何在不完全破坏空心结构的前提下,将HDPE树脂与微观结构混合在一起,。
 
相关人员表示:“我们希望尽可能多地加入空心颗粒,让材料变得更轻,但颗粒数量越多,在加工过程中就越容易破裂。因此整个过程需要大量的控制操作。”
 
3D打印的复合泡沫材料已经表现出优异的性能。据报道,这种材料打印出的部件在拉伸强度和密度方面与注塑部件相当。
 
目前,该团队正在研发能够优化深海潜艇的下潜深度的材料。
 
 
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