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LLNL开发出3D打印航空级碳纤维复合材料的新技术

发布时间:2021-11-24人气:
本文摘要:近日,来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员顺利地研发出有了打印机航空级碳纤维复合材料的3D打印机技术,这使其沦为第一个这样做到的研究实验室。碳纤维复合材料首创了建构轻质、牢固的钢部件的可能性,被叙述为“最后材料”。 这项研究月底2月28日在自然科学报告杂志上公开发表,讲解了LLNL研究人员如何前进碳纤维复合材料的微吸管3D打印机技术。该材料在强度、重量和耐温性方面获取了令人难以置信的性能,但是其难以使用,尤其是用作生产简单形状。

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近日,来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员顺利地研发出有了打印机航空级碳纤维复合材料的3D打印机技术,这使其沦为第一个这样做到的研究实验室。碳纤维复合材料首创了建构轻质、牢固的钢部件的可能性,被叙述为“最后材料”。

这项研究月底2月28日在自然科学报告杂志上公开发表,讲解了LLNL研究人员如何前进碳纤维复合材料的微吸管3D打印机技术。该材料在强度、重量和耐温性方面获取了令人难以置信的性能,但是其难以使用,尤其是用作生产简单形状。添加剂生产为这一挑战获取了解决方案,现在来自LLNL的研究人员说道他们早已进一步提高了这项技术。

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一般来说,碳纤维复合材料通过环绕心轴卷曲细丝或通过将碳纤维编织在一起而做成。这些方法虽然有效地,但偏向于将做成的物体的结构限制为扁平或圆柱形形状。现在,由JimLewicki领导的研究小组早已证明,简单的3D结构可以通过增材生产工艺生产。他们用于的3D打印机过程是一种改进型的必要墨水载入(DIW),也称作Robocasting。

根据Lewicki声称,研究人员研发了一种新的、专利的化学品,需要在几秒钟而不是几小时内烧结材料。LLNL的高性能计算能力用作精确预测碳纤维丝的流动。正如Lewicki说明的,“我们通过计算出来模型模拟如何解决阻塞,这在相当大程度上是顺利的。

”LLNL用于的计算出来模型还包括仿真数千碳纤维流经3D打印机的燃烧室,容许研究人员在实际处理过程中确认如何最佳地排序纤维。流体分析师YuliyaKanarska说明说道:“我们研发了一种数字代码来仿真具备碳纤维集中体的非牛顿液体聚合物树脂;通过这个代码,我们可以仿真有所不同印刷条件下3D中的纤维倾向的演进。

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我们需要寻找最佳的纤维长度和最佳的性能,但它依然是一个进展中的工作,目前,我们必须谋求突破的是通过产生磁力来构建更佳的纤维偏移,以平稳它们。”由研究人员研发的新的3D打印机和仿真过程将容许用于碳纤维复合材料精确地生产更加简单的部件。根据LLNL团队称之为,这还包括对3D打印机部件的介观结构的更好掌控。最后,需要用于导电碳纤维材料3D打印机诸如高性能飞机机翼、在一侧绝缘的卫星组件(不必须转动)和绝缘可穿着设备等部件。

此外,新的3D打印机技术最令人兴奋的前景之一是,它可以容许所有的碳纤维在3D打印机部件过程中朝向完全相同的方向,与具备随机的碳纤维部件比起,获取甚至更高的性能对准。偏移纤维的优点之一是维持部件强度性能。

目前,LLNL研究人员正在希望改良和优化其创意过程。据报导,研究小组早已与航空航天和国防达成协议合作伙伴关系,更进一步前进他们的碳纤维3D打印机技术。


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