Il Laboratorio di ricerca aeronautica statunitense (AFRL) ha collaborato con ricercatori dell’Università dell’Arkansas , dell’Università di Miami , della Louisiana Tech University e dell’Università del Texas a El Paso per sviluppare materiali compositi 3D in resina epossidica / fibra di carbonio.
Tali materiali sono destinati ad essere utilizzati nella produzione di parti strutturali stampate in 3D su aerei e veicoli spaziali. Il Dr. Jeff Baur, leader del Composite Performance Research Team presso l’AFRL, ha spiegato:
“IL POTENZIALE DI STAMPARE RAPIDAMENTE PARTI COMPOSTE AD ALTA RESISTENZA E DISPOSITIVI PER IL WARFIGHTER POTREBBE ESSERE UN ENORME VANTAGGIO SIA SUL CAMPO CHE PER ACCELERARE LO SVILUPPO DEL SISTEMA D’ARMA”.
Durante la riunione annuale di collaborazione dell’AFRL, studenti e professori hanno lavorato con la Filiale dei Compositi per accelerare le operazioni di produzione additiva all’interno dell’Aviazione statunitense.
I compositi di resina epossidica / carbonio standard sono realizzati con strati di fibra di carbonio che sono stati impregnati con resina epossidica. Questo viene poi elaborato in una pentola a pressione per molte ore. Il team ha identificato che i fogli utilizzati per creare tali materiali causano difficoltà nella creazione di parti complesse.
Tuttavia, tali strutture sono utilizzate su pelli di aeromobili con le stesse geometrie del nucleo in tutta l’area. Secondo il team, la produzione additiva di strutture in fogli consentirebbe strutture in grado di resistere a forze più pesanti pur restando leggere.
Per realizzare tali materiali, il team ha sviluppato una stampante 3D per la stampa a inchiostro diretta personalizzata per il trattamento di resina epossidica con fibra tritata. Una pompa di pressione è stata integrata all’interno di questa macchina per alimentare la resina attraverso l’ugello.
Il team AFRL ha dedotto che le parti composte stampate in 3D prodotte utilizzando questa macchina elimina la necessità di una costosa pentola a pressione e di lunghi cicli di riscaldamento. Ciò consente la produzione di pezzi di ricambio stampati in 3D sul posto o sulle portaerei.
Questo processo consente anche il facile inserimento di altri materiali come raccordi metallici e componenti elettrici che possono “facilitare il montaggio e creare strutture multifunzionali con rilevamento incorporato, attuazione, calcolo o energia elettrica per veicoli aerei senza pilota multifunzione di prossima generazione”, ha spiegato l’AFRL squadra.
Inoltre, come risultato di questo metodo, gli alleati dall’India hanno formato progetti comuni per utilizzare il processo di stampa 3D composito. I risultati dello sforzo del team per lo sviluppo di materiali compositi stampati in 3D saranno pubblicati in un numero imminente del Journal of Experimental Mechanics dedicato alla meccanica dei materiali additivati.
