Bally Ribbon Mills domina la tessitura 3D per creare strutture leggere e complesse
Ora potresti avere familiarità con la stampa 3D e persino con la stampa 4D, ma la tessitura 3D è un’altra tecnologia che offre miglioramenti rispetto alla sua forma 2D convenzionale in molte applicazioni diverse. Dopo aver assunto un contratto di ricerca dall’Air Force Research Laboratory degli Stati Uniti nel 1991, il team di sviluppo della Pennsylvania Bally Ribbon Mills (BRM) ha iniziato a esplorare e padroneggiare la tessitura 3D, in grado di produrre strutture utili in applicazioni come l’aerospaziale, l’automotive, l’edilizia , i militari e altro ancora.
Questo nuovo processo di cui abbiamo scritto in precedenza consente agli utenti di creare strutture monopezzo robuste e complesse e che possono essere create con un peso molto più leggero, rendendo così interessanti i pezzi per l’industria aerospaziale come ogni chilo eliminato può far risparmiare costi di carburante fino a uno sbalorditivo $ 1 milione, inclusi anche altri costi operativi.
“L’utilizzo intelligente delle strutture composite tessute in 3D nella progettazione degli aeromobili può ridurre il peso di un aeromobile fino al 30 percento, con un conseguente notevole risparmio sui costi operativi”, afferma il team BRM in un recente comunicato stampa.
I vantaggi della tessitura 3D includono riduzione del peso, eliminazione della delaminazione, riduzione del rischio di incrinature, riduzione dei tempi di produzione e riduzione dei costi
Oltre alle strutture leggere, questi compositi offrono anche nuovi vantaggi come:
Peso ridotto
Nessuna delaminazione
Meno cracking
Riduzione dei tempi di produzione
La tecnica BRM si basa sull’aggiunta di un terzo asse al processo di tessitura 3D. Mentre i tessuti sono convenzionalmente tessuti sull’asse X per la lunghezza e sull’asse Y per la larghezza, con l’aggiunta dell’asse Z è possibile realizzare parti più sofisticate. Questo tipo di tecnologia non era precedentemente possibile senza strumenti estesi; tuttavia, con l’avvento del loro contratto di ricerca, BRM è stata in grado di costruire un telaio di polarizzazione 3D automatizzato, consentendo loro di creare:
Pannelli ortogonali
Sistemi di protezione termica
Forma quasi netta
Preforme complesse a forma di rete
Anche l’accessibilità economica è un fattore importante, con risparmi sui costi disponibili sia durante la produzione che la longevità di prodotti resistenti, che richiedono meno manutenzione e sostituzioni.
“La tecnologia di tessitura 3D automatizzata e le capacità di forma quasi netta riducono la manodopera diretta e i costi di lavorazione secondari”, spiega il team BRM.
La sostituzione di compositi in metallo o laminati 2D con composti 3D riduce i costi di produzione e operativi.
E mentre l’uso di polimeri è stato evitato in precedenza a causa di problemi di produzione, con la possibilità di sostituire il titanio per la fibra di carbonio, il peso è ridotto insieme ai livelli di rumore. La tessitura 3D promuove anche la tecnologia dello scudo termico dell’aviazione come i sistemi di protezione termica per i veicoli spaziali. Aziende come BRM sono in grado di modificare i filati per densità, larghezza e resina, il che significa che i materiali possono essere completamente personalizzati per qualsiasi missione spaziale.
“I cuscinetti di compressione al quarzo, ad esempio, sono stati tessuti da BRM per la capsula Orion al fine di garantire la resistenza strutturale durante il lancio e la resistenza al calore durante il rientro”, afferma il team BRM. “Inoltre, il programma NASA Heatshield for Extreme Entry Environment (HEEET) sta sviluppando un TPS in carbonio per ingressi estremi, destinato a sopravvivere negli ambienti difficili di Saturno o Venere. Entrambe queste tecnologie sono state sviluppate attraverso ampie ricerche aggiuntive, ma entrambe si basano sui principi e sui punti di forza della tessitura 3D. “
