Militer AS mengembangkan metode untuk pencetakan 3D polimer tahan suhu tinggi

Baru-baru ini, Laboratorium Penelitian Angkatan Udara AS, bekerja sama dengan NASA Glenn Research Center dan Universitas Louisville, telah mengembangkan metode untuk pencetakan 3D polimer tahan suhu tinggi. Para peneliti menggunakan resin thermosetting suhu tinggi yang diresapi dengan filamen serat karbon dan proses laser sintering selektif untuk berhasil mencetak komponen komposit berbasis polimer tahan suhu tinggi yang dapat menahan suhu lebih tinggi dari 300 ° C. Mereka diharapkan dapat digunakan di masa depan untuk suhu tinggi di sekitar suku cadang mesin turbin atau pembuangan mesin. daerah.

Sifat ringan dari komposit berbasis polimer dan kemampuannya untuk menahan lingkungan suhu tinggi dapat membantu meningkatkan jangkauan pesawat sambil mengurangi konsumsi bahan bakar dan biaya operasi, membuatnya menarik untuk aplikasi peralatan generasi berikutnya Angkatan Udara. Penemuan yang mengganggu ini meletakkan dasar untuk memenuhi kebutuhan produksi generasi mendatang yang hemat biaya dari Angkatan Udara.

Secara umum, komposit berbasis polimer menggabungkan serat seperti serat kaca menjadi epoksi atau bahan matriks lainnya. Serat yang tertanam memperkuat matriks dan membuat material lebih kuat.

Dalam proses pencetakan 3D polimer menggunakan proses laser sintering, sinar laser suhu tinggi dilewatkan melalui bed serbuk polimer untuk membentuk bentuk yang dirancang komputer. Bubuk laser kemudian digunakan untuk membentuk lapisan bubuk baru dan proses ini diulang beberapa kali hingga bagian 3D selesai.

Ketika menguji resin polimer suhu tinggi, tim menemukan bahwa teknik manufaktur aditif dicetak bubuk polimer dengan baik, tetapi ketika mereka mengeluarkan bagian-bagian dari bed bed untuk perawatan pasca, bahan meleleh dan tidak dapat digunakan.

Untuk mengatasi masalah ini dan lebih baik memungkinkan molekul untuk luka dan dibentuk di bawah panas laser, para peneliti menambahkan pengisi serat karbon ke bahan resin untuk lebih mentransfer energi laser ke substrat. Dengan menyerap energi laser dan melakukan panas, serat karbon akan menyebabkan laser memanaskan material jauh lebih cepat daripada menggunakan polimer saja.

Para peneliti mengatakan bahwa pemrosesan bahan bersuhu tinggi sangat sulit dan mahal, dan bahan ini biasanya digunakan untuk tujuan khusus militer, dan pemasoknya memiliki sumber daya yang lebih sedikit. Terobosan ini akan memungkinkan Angkatan Udara AS untuk memproduksi komponen komposit bersuhu tinggi dengan cara yang lebih hemat biaya. Selain itu, bagian komposit polimer bersuhu tinggi dicirikan oleh ukuran kecil dan berbagai fungsi. Hasil penelitian terbaru tidak hanya akan membawa manfaat besar bagi Angkatan Udara, tetapi juga dapat membawa dampak yang mengganggu bagi seluruh industri.

Data pengujian awal menunjukkan bahwa material baru ini dapat tahan suhu tinggi, tetapi pengujian lebih lanjut dan verifikasi materi diperlukan sebelum benar-benar diterapkan pada platform Angkatan Udara.