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科技前沿

橡树岭国家实验室科学家利用热成像摄像机技术研究复合材料性质
来源:国防科技信息网  2016-01-21 14:25:03
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=2594

  当我们阅读关于新兴纤维材料报道时,不难发现大部分都是在研究这些塑料材料的性质,但是,通常这些特性是很难研究的。辛运的是,橡树岭国家实验室科学家目前提出了一种新的技术,可以更好地研究这些性质。他们采用红外摄像机来研究3D打印零件。并且,更进一步地理解加工条件是如何影响3D打印器件的强度、残留应力和微结构。

  正如这些科学家所描述的,这些技术建立在数十年来利用红外摄像机研究前景广阔技术发展的基础之上。追溯到1995年,他们是美国首位利用高速红外摄像机致力于连续纤维陶瓷复合的非军事机构。当时,他们凭借着对温度传导过程有着很好的理解,极大地推动了重量轻巧、结构坚固陶瓷组件的发展。我们的期望是将这个新的项目同样应用在3D打印之上,尽管他们现在使用至少10部新型高速摄像机进行最近的项目研究。在研究多种3D打印材料的过程中,他们主要致力于测控温度的变化。

  当前,他们大部分工作同样建立在之前利用红外摄像机的研究基础之上,从而体现了这个方法的附加价值。拉尔夫·丁外德说道:“最开始,我们只是计划利用这个摄像机测绘复合材料温度扩散的图像”。20 年前拉尔夫·丁外德主要从事陶瓷复合材料的研究。“这将会促使我们去测量结构性能并且研究它们是如何随着加工条件而变化的”。这种热像图方法已经成为了一种研究复合材料的新方法。丁外德又补充道:“通过利用加工后的复合材料特性中的信息,有利于更好地进行未来复合材料的建模。” 

  这个团队利用红外摄像机探测到了材料表面以下的缺陷,有效地促使他们在研究材料的过程中不破坏样品。并且,这项技术可以揭示3D打印样品中隐藏的腐蚀、制造错误,甚至是层与层之间的不完整合并等问题。回到上世纪90年代,这项技术同样推动了燃气轮机发电机的优化,并且多年以后,同样的成像技术被应用于加速工程研究。丁外德指出,“在与福特科学研究实验室共事的过程中,我们证实了利用选通脉冲红外相机冻结测力计测试过程中制动盘的运动,可以获得温度图像,并且这些图像可以显示在制动的过程中红点是如何生成并且移动的。”这种属性映射、温度映射、无损检测、显微温度测量和过程监控的组合大大扩展了温度记录服务多样化应用的需求。”

  虽然我们对3d打印材料的这项研究的期望非常高,但我们必须等一等,看看结果是否和以前一样引起新的革命。至少,当3D打印时,它将使材料行业进一步了解应如何回应,这将使技术应用速度大大受益。
 

文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=2594