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低温一步3D打印高性能陶瓷: 好意思国防部3千万元要点资助名堂先容
发布日期:2025-04-06 15:36    点击次数:76

低温一步3D打印高性能陶瓷: 好意思国防部3千万元要点资助名堂先容

3D打印时期参考于10月3日扫视到,好意思国宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程副训诲Robert Hickey和密歇根州立大学Michael Hickner训诲等构成的集中团队新获取了好意思国国防部(DoD)通过舟师不绝办公室(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不绝规划资助(MURI),用于探索一种大约在较低温度下坐褥高性能陶瓷的革命激光3D打印时期。

该名堂名为“前陶瓷团员物的光化学和光热增材制造(Photochemical and Photothermal Additive Manufacturing of PreceramicPolymers)”,旨在开采一种无需举座加热即可坐褥超高温陶瓷的单步工艺。不绝团队专注于诳骗光能将团员物前体改造为最终的陶瓷家具。

Robert Hickey暗意,当今陶瓷成型靠近的最大挑战是需要高慈悲高能量,这对3D打印来说尤为难题,使用这些材料进行精准3D打印的难度很高。

传统的团员物前体改造为陶瓷的历程需要将举座材料加热到高温,这可能导致多达50%的前体材料归天,并改酿制品陶瓷部件的几何时事,从而影响3D打印的精度。

联系词,不绝东说念主员折服,通过诳骗高强度激光,不错在前体材料中引发化学响应,使其赶紧固化成鉴定的陶瓷材料,而无需举座加热。这种智商有望已矣快速、高精度的3D打印,因为光加热的速率比传统热解决智商更快。

3D打印时期参考扫视到,西北工业大学苏舟师训诲团队于日前就报说念了一种通过激光粉末床熔融时期制备复杂结构氧化物共晶陶瓷的智商。该团队革命性地制备出了具有不同时事、名义光芒的三元共晶陶瓷试样。不绝指出,该时期有望冲破一步法平直制备大尺寸复杂结构陶瓷的瓶颈,这项不绝为平直制备超高温凝固态具有超细小组织和复杂结构的氧化物共晶陶瓷提供了表面基础和时期复古,在航空航天、机械、化工等限制具有浩瀚的应用后劲。

西工大苏舟师训诲团队SLM时期平直3D打印陶瓷

关于好意思国防部这又名堂,Robert Hickey强调:“咱们急需找到裁减这些陶瓷改造或制造所需能量的智商,并辞谢在打印和加工历程中出现大尺寸精度变化。因此,咱们正在不绝若何诳骗光将团员物改造为陶瓷,并最终已矣高性能陶瓷的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非常十年的传统,并永久参与好意思国国防部要点不绝。不绝团队还包括麻省理工学院(MIT)和南加州大学(USC)的不绝东说念主员。集中团队中的计算和实验不绝东说念主员如故缔造了精细的联系。MURI规划旨在组建跨学科的不绝团队,探索多个传统时期学科交叉的高优先级课题和机遇。这种多学科智商关于好多军事问题来说至关紧迫,有助于激勉革命、加快不绝发扬,并鼓吹不绝效果在舟师限制的应用。

宾夕法尼亚州立大学Robert Hickey

该名堂将波及新式前体的合成、探索促进光基陶瓷改造的不同智商、获取对响应改造门道的计算信息,并将其反馈到前体的瞎想和合成中。

Robert Hickey暗意,这是实验与模拟表面的完整联接。不绝东说念主员将把初步戒指输入到模拟中,从而计算新的团员物前体,以获取更好的戒指。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实验考据的化学响应指明主张。

这一发现可能对明天在先进精粹音速飞行器限制产生潜入影响。吸收新3D打印时期制造大约在超高温度下责任的、具有复杂结构陶瓷部件的才智,将为再入飞行器的研发提供更多可能性。

来自吕坚院士团队时事缅想陶瓷的4D增减材制造

宾夕法尼亚州立大学机械工程系Adrivan Duin训诲指出,该名堂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打印开辟新门道。此外,名堂还将缔造新的计算才智来计算高能响应中间体,这将有助于瞎想新的前体和加工决议。

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