AFRL-onderzoek bevordert 3D-afdrukbare CF/epoxy-composieten

Het Composites Branch Air Force Research Laboratory (AFRL, Dayton, Ohio, VS) werkt samen met de University of Arkansas, de University of Miami, Louisiana Tech University en de University of Texas in El Paso om additief vervaardigde epoxy/koolstofvezelcomposieten te ontwikkelen voor gebruik in structurele onderdelen voor lucht- en ruimtevaartuigen.

De polymeren die voor de gedrukte materialen worden gebruikt, zouden dezelfde materialen zijn die al worden gebruikt op luchtmachtsystemen, die zijn ontwikkeld voor een hoge thermische en ecologische duurzaamheid, hoge sterkte en zeer licht van gewicht.

In vergelijking met traditionele composieten, zegt AFRL dat het mogelijk is om eenvoudiger complexe additief vervaardigde composietonderdelen te maken en dat dit proces de noodzaak van dure en lange uithardingsprocessen elimineert. Additive manufacturing zou ook de logistiek vereenvoudigen die nodig is voor het produceren, assembleren en repareren van onderdelen, aangezien deze processen in het veld of in het depot kunnen worden uitgevoerd.

Daarnaast heeft AFRL gezamenlijke projecten opgezet met internationale bondgenoten, waaronder India, om de composiet 3D-printing te gebruiken om complexe kernstructuren te maken die, in combinatie met boven- en onderplaten, lichtgewicht sandwichstructuren creëren met eigenschappen die zijn afgestemd op de fysieke krachten die nodig zijn. te dragen.

De flexibiliteit van de fabricage van deze additief bedrukte kernen maakt het gemakkelijk om andere materialen zoals metalen fittingen en elektrische componenten in te voegen, de montage te vergemakkelijken en multifunctionele structuren te creëren met ingebouwde detectie, bediening, rekenkracht of elektrisch vermogen voor multifunctionele onbemande luchtvaartuigen van de volgende generatie.

Traditionele sandwichconstructies worden gebruikt op vliegtuighuiden met dezelfde kerngeometrieën over het hele gebied. Het additief printen van sandwichstructuren zal naar verluidt structuren mogelijk maken die zwaardere krachten kunnen weerstaan ​​waar nodig en die lichter blijven waar ze dat niet zijn.

"Het potentieel om snel zeer sterke composietonderdelen en armaturen voor de oorlogsjager te printen, kan een enorme troef zijn, zowel in het veld als voor het versnellen van de ontwikkeling van wapensystemen", zegt Dr. Jeffery Baur, leider van het Composite Performance Research Team.

De resultaten van het werk van het team zullen worden gepubliceerd in een speciale uitgave van het Journal of Experimental Mechanics gewijd aan demechanica van additief vervaardigde materialen.