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3D打印超音速飞机的核心技术难题被攻破

2016年01月11日 11:58中国机床商务网点击:7957

  【中国机床商务网 机床上下游】相比于其他材料,3D打印陶瓷依然是一种比较稀有的材料。因为它本身具有一定局限性,一般需要通过烧结粉末材料来打印,会出现多孔渗透的情况,相对较弱的终端产品耐热性也比较低。这大大限制了可打印物体的大小和形状;迄今为止,3D打印的陶瓷器数量有限,而且体积都不大,基本上都是一些装饰物品或餐具。
  
  不过,得益于波音和通用汽车控股的HRL实验室的资深化学工程师ZakEckel和资深化学师ChaoyinZhou博士开发了一款陶瓷树脂,可以通过立体平版印刷打印。实际上,该公司称之为“预陶瓷”树脂,其打印效果像是个普通的塑料树脂,然后再高温窑烧,变成一个高密度陶瓷。最终成品要比其他3D打印的陶瓷硬度强十倍,而且几乎没有气孔,同时能够承受超过1700°C的高温。
  

  “我们全新的3D打印流程,充分利用了很多碳氧化硅陶瓷的优良性能,比如高硬度,高强度,耐高温,以及抗磨损和抗腐蚀,等等。”项目经理TobiasSchaedler博士说道。
  
  在新材料首次测试之前,碳化硅陶瓷还从来没有用3D打印的方式实现。HRL公司相信,通过改变树脂结构,这种材料能够改变制造多种类型的陶瓷。新树脂材料对一些行业将产生显著影响,应用范围也十分广泛,比如航空航天,电子行业,等等。

  
  TobiasSchaedler博士
  
  传统陶瓷已经在航空航天制造领域使用了很长时间了,他们是非常理想的材料------重量轻,强度高,耐热性好。而这款新式的3D打印陶瓷将用于喷气式飞机引擎,甚至是整个喷气式飞机的机身。这将有助于超音速飞机的制造(如果用超音速飞机的话,未来从美国飞到日本可能只需要短短几个小时就可以了)。
  
  “如果飞机飞得太快,比如在大气层里以十倍音速飞行,那么由于空气摩擦,任何飞机机身都会变热,”Schaedler博士说道,“如果人们想要制造超音速飞机,那么就需要使用陶瓷来制造整体外壳。”
  
  该材料也可以通过自动传输高分子光敏聚合物波导原型制造,这款原型设备同样由HRL公司在2011年开发出的,是世界上最轻的结构材料。整个流程可以说速度非常快,制造零部件也就是几秒或几分钟时间。不过,3D打印却能支持更加灵活的几何设计,这也是目前为止其他陶瓷制造工艺所无法比拟的。传统陶瓷制造也有一些优势,包括强度,耐热性,等等,但是那些技术依然难以加工或铸造,而且在大小和形状上受到限制。就像我们见过的其他材料(比如金属),3D打印陶瓷可以制造出任何形状和尺寸的产品,这就是为什么它们在航空领域里有如此大潜力的原因。
  
  除了制造大型喷气式飞机引擎,HRL预计,陶瓷树脂也可以用于一些微型复杂应用,比如微电子机械系统和电子器件封装等。
(来源:智能界网)

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