Yazarlar, Scientific Reports dergisinde yayınlanan araştırma, karbon fiber için mikro ekstrüzyon 3B baskı tekniklerinin geliştirilmesinde 'önemli ilerleme' olduğunu gösteriyor.
Başlıca araştırmacı ve gazetenin baş yazarı Jim Lewicki "Karbon elyafları yıllardır kanatlarda bekliyorlardı, çünkü karmaşık şekillerde yapmak çok zor" dedi. 'Ancak 3B baskı ile potansiyel olarak karbon elyaftan bir şey çıkarabilirsiniz.'
LLNL araştırmacıları, değiştirilmiş bir Doğrudan Mürekkep Yazma (DIW) 3B baskı işlemi yoluyla birkaç karmaşık 3B yapı yazdırdığını bildirdiler. Lewicki ve ekibi ayrıca, malzemeyi daha çabuk iyileştirebilen yeni bir kimya geliştirdi ve patenti aldı.
Hesaplamalı modelleme, süreç boyunca onları en iyi şekilde hizalamak için mürekkep püskürtücülerinden çıktığında binlerce karbon lifi simüle etti. Akışkan analisti Yuliya Kanarska, "Newtonian olmayan bir sıvı polimer reçinesini, karbon elyaf dağılımı ile taklit etmek için sayısal bir kod geliştirdik" dedi. 'Bu kodla, fiber yönelimlerinin evrimini farklı baskı koşulları altında 3B olarak simüle edebiliriz. Karbon fiber kompozit mürekkep, özel olarak doğrudan mürekkep yazma (DIW) 3B yazıcıdan çıkıntı yaparak nihayetinde bir roket memesinin bir parçasını oluşturuyor.
"En uygun lif uzunluğunu ve en iyi performansı bulabildik, ancak halen devam etmekte olan bir çalışmadır. Sürekli çabalar, lifleri stabilize etmek için manyetik kuvvetler uygulayarak liflerin daha iyi hizalanmasını sağlamakla ilgilidir".
Baskı Süreci
Araştırmacılar, sonuçta elde edilen malzeme, yüksek performanslı uçak kanatları, bir taraftan yalıtılan uydu parçaları veya vücudun ısısını çekebilecek ama içeri girmesine izin vermeyen giyilebilir malzemeler yapmak için kullanılabileceğini belirtti.
Malzemeler ve ileri üretim araştırmacısı Eric Duoss, "Bu teknoloji için büyük bir gelişme, termoset matris malzemeleri ile özel karbon fiber dolgulu mürekkeplerin geliştirilmesidir" dedi. Örneğin, 'epoksi ve siyanat ester, baskı sürecimiz için özenle tasarlanmış ancak naylon ve ABS gibi bazı ticari karbon fiber 3B baskı teknolojilerinde bulunan termoplastik mukayeselerle karşılaştırıldığında daha gelişmiş mekanik ve termal performans sağlıyor. Bu ilerleme, havacılık, ulaşım ve savunma alanlarında geniş bir uygulama yelpazesine sahip olacak.'
Doğrudan mürekkep yazma işlemi, tüm karbon elyafları mikro yapılar içinde aynı yönde ilerleyen parçaların basılmasına olanak tanır. Bu süreç sayesinde, araştırmacılar, üçte ikisi daha az karbon elyaf kullanabildiklerini ve bitmiş parçadan aynı malzeme özelliklerini elde edebildiklerini söyledi.
Kaynak: http://www.materialstoday.com/carbon-fiber/news/researchers-3d-print-aerospacegrade-carbon-fiber/
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder