低温一步3D打印高性能陶瓷: 好意思国防部3千万元重心资助花式先容
发布日期:2024-10-11 12:11 点击次数:199
3D打印工夫参考于10月3日留神到,好意思国宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程副教养Robert Hickey和密歇根州立大学Michael Hickner教养等构成的聚首团队新得到了好意思国国防部(DoD)通过舟师探讨办公室(ONR)授予的为期五年、总金额高达450万好意思元的多学科大学探讨贪图资助(MURI),用于探索一种大约在较低温度下分娩高性能陶瓷的立异激光3D打印工夫。
该花式名为“前陶瓷团员物的光化学和光热增材制造(Photochemical and Photothermal Additive Manufacturing of PreceramicPolymers)”,旨在开发一种无需全体加热即可分娩超高温陶瓷的单步工艺。探讨团队专注于哄骗光能将团员物前体休养为最终的陶瓷家具。
Robert Hickey示意,现在陶瓷成型靠近的最大挑战是需要高柔顺高能量,这对3D打印来说尤为贫困,使用这些材料进行精准3D打印的难度很高。
传统的团员物前体休养为陶瓷的流程需要将全体材料加热到高温,这可能导致多达50%的前体材料耗损,并鼎新制品陶瓷部件的几何形势,从而影响3D打印的精度。
然而,探讨东说念主员肯定,通过哄骗高强度激光,不错在前体材料中引发化学反馈,使其赶快固化成鉴定的陶瓷材料,而无需全体加热。这种关键有望杀青快速、高精度的3D打印,因为光加热的速率比传统热惩办关键更快。
3D打印工夫参考留神到,西北工业大学苏舟师教养团队于日前就报说念了一种通过激光粉末床熔融工夫制备复杂结构氧化物共晶陶瓷的关键。该团队立异性地制备出了具有不同形势、名义简洁的三元共晶陶瓷试样。探讨指出,该工夫有望冲破一步法平直制备大尺寸复杂结构陶瓷的瓶颈,这项探讨为平直制备超高温凝固态具有超眇小组织和复杂结构的氧化物共晶陶瓷提供了表面基础和工夫支撑,在航空航天、机械、化工等界限具有纷乱的应用后劲。
西工大苏舟师教养团队SLM工夫平直3D打印陶瓷
关于好意思国防部这一花式,Robert Hickey强调:“咱们急需找到缩小这些陶瓷休养或制造所需能量的关键,并正式在打印和加工流程中出现大尺寸精度变化。因此,咱们正在探讨怎样哄骗光将团员物休养为陶瓷,并最终杀青高性能陶瓷的3D打印。”
宾夕法尼亚州立大学在陶瓷科学和材料化学方面领罕有十年的传统,并永恒参与好意思国国防部重心探讨。探讨团队还包括麻省理工学院(MIT)和南加州大学(USC)的探讨东说念主员。聚首团队中的意料和推行探讨东说念主员如故诱骗了抽象的联系。MURI贪图旨在组建跨学科的探讨团队,探索多个传统工夫学科交叉的高优先级课题和机遇。这种多学科关键关于很多军事问题来说至关紧迫,有助于引发立异、加快探讨施展,并鼓吹探讨后果在舟师界限的应用。
宾夕法尼亚州立大学Robert Hickey
该花式将触及新式前体的合成、探索促进光基陶瓷休养的不同关键、获取对反馈休养阶梯的意料信息,并将其反馈到前体的瞎想和合成中。
Robert Hickey示意,这是推行与模拟表面的完好联接。探讨东说念主员将把初步限度输入到模拟中,从而瞻望新的团员物前体,以得到更好的限度。因此,这种由表面和模拟提供的反馈回路将匡助再行瞎想新的团员物材料。此外,模拟还不错为尚未通过推行考据的化学反馈指明标的。
这一发现可能对当年在先进高尚音速飞行器界限产生潜入影响。选拔新3D打印工夫制造大约在超高温度下责任的、具有复杂结构陶瓷部件的身手,将为再入飞行器的研发提供更多可能性。
来自吕坚院士团队形势缅念念陶瓷的4D增减材制造
宾夕法尼亚州立大学机械工程系Adrivan Duin教养指出,该花式将为多种高温碳化物(如碳化钨)和硅基陶瓷(如碳化硅和氮化硅)等的陶瓷材料3D打印开辟新阶梯。此外,花式还将诱骗新的意料身手来瞻望高能反馈中间体,这将有助于瞎想新的前体和加工决策。
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