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科技前沿

美国空军研究实验室与美国各高校开发3D打印环氧树脂基碳纤维复合材料飞机部件
来源:中国国际复材展  2019-03-27 13:56:07
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-7854.html
  美国空军研究实验室(AFRL)与阿肯色大学、迈阿密大学、路易斯安那理工大学和德克萨斯大学埃尔帕索分校的研发人员共同合作,开发3D打印环氧树脂基碳纤维复合材料。
 
  这类材料将用来生产3D打印结构件,用于航空飞行器和飞机上。美国空军研究实验室复合材料性能研究小组组长Jeff Baur博士解释说:“可以为战机快速打印高强度复合材料部件及固定件,对于这个领域本身以及加速武器系统的开发来说都是一件非常有利的事情。”
 
  3D打印军用材料
 
  在美国空军研究实验室年度合作会议期间,学生及教授们与实验室复合材料分支部门在美国空军内对增材制造工作进行加速运营。标准环氧树脂/碳纤维复合材料由碳纤维环氧树脂预浸料制成,这种预浸料通常会被放在压力炉内进行几个小时的处理。该团队指出,以往预浸料在制造复杂部件时会出现问题。
 
  尽管如此,这种结构件被用在飞机蒙皮上,在整个区域具有相同的核心几何形状。根据该团队描述,增材制造层状结构件可以在保持轻量化的同时,抵抗更加强的冲击力。
 
  为了生产这种材料,该团队开发定制了一台直接喷印3D打印机,用于加工短切纤维和环氧树脂。在该设备内还集成了压力泵,用于通过喷嘴添加树脂。
 

 
Donna Lindner供图(AFRL)
 
  统筹增材制造
 
  美国空军研究实验室团队认为,通过该设备对部件进行3D打印不仅可以消除对压力炉的依赖,还可以消除漫长的加热成型周期。这可以实现在现场3D打印零部件,或者在飞机身上直接打印零部件。
 
  这种工艺还能很轻易地将金属材料或电子元件嵌入至部件中,使装配更加容易。并且,通过嵌入传感器、启动装置、计算机或者电源,可以为下一代多功能无人飞行器生产多功能结构件。
 
  另外,这种方法还可以让印度的盟友们发起联合项目,共同使用复合材料3D打印工艺。该团队开发3D打印复合材料的成果将被发布于近期的《实验力学期刊》上,专门论述有关增材制造材料的力学。
 

 
能看到打印层的3D打印部件(图片由美国空军的Harry Pierson提供)
 
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-7854.html