El Ejército tiene un nuevo tipo de filamento de polímeros múltiples para las impresoras 3D de escritorio de uso común. Este avance puede ahorrar dinero y facilitar la impresión rápida de piezas críticas en el punto de necesidad.
La investigación también es la historia de portada de la edición de abril de Materiales de ingeniería avanzada , una revista científica mensual revisada por pares.
Las piezas producidas con estas impresoras históricamente han tenido poca resistencia y dureza, lo que impidió que se utilizaran impresoras asequibles para reabastecer piezas militares a pedido, especialmente en ubicaciones desplegadas, hasta ahora. El nuevo material del Ejército supera esas deficiencias, lo que potencialmente permite que los soldados utilicenimpresoras de bajo costo para crear piezas que, una vez sometidas a unas pocas horas de calor, pueden lograr propiedades mecánicas lo suficientemente robustas para soportar los rigores de las operaciones de campo.
Este avance es un importante paso adelante para la fabricación expedicionaria del Ejército, dijo el Dr. Eric D. Wetzel, quien lidera el equipo de compuestos emergentes y se desempeña como líder del área de investigación para materiales de soldado en el Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU.
La investigación de Wetzel abarca una amplia gama de soluciones tecnológicas que podrían aumentar la letalidad de los soldados al mejorar la forma en que los combatientes disparan, se mueven, se comunican, se protegen y se sostienen a sí mismos.
"El Ejército quisiera poder imprimir piezas en el campo para simplificar la logística llevando archivos de piezas digitales en lugar de piezas físicas, pero hasta la fecha, las tecnologías para producir piezas de alta resistencia no han sido prácticas en un entorno expedicionario.Estas impresoras son demasiado grandes, consumen mucha energía, son delicadas o sucias para empezar, y sus materias primas pueden requerir requisitos de almacenamiento especializados ".
Esta tecnología puede permitir que el Ejército utilice impresoras sencillas y asequibles para producir piezas de alta calidad.
Según el papel, la fabricación de filamentos fundidos o FFF, es la tecnología de fabricación aditiva más común, pero las piezas fabricadas con FFF carecen de suficiente integridad mecánica para la mayoría de las aplicaciones de ingeniería.
El equipo de investigación utilizó un novedoso proceso de estirado térmico para fabricar un filamento de material dual que comprende acrilonitrilo butadieno estireno, conocido como ABS, con un núcleo de policarbonato en forma de estrella.
Este filamento de doble material se utiliza luego como materia prima en una impresora FFF convencional para crear cuerpos sólidos 3-D con una estructura meso? De núcleo compuesto de ABS / policarbonato.
Este nuevo filamento DM puede revolucionar la fabricación aditiva permitiendo que las impresoras de bajo costo produzcan piezas con propiedades mecánicas competitivas con los plásticos moldeados por inyección, como se menciona en el documento.
En experimentos en curso, el equipo de investigación del Ejército está experimentando con nuevos emparejamientos de materiales, condiciones de impresión y protocolos de recocido para mejorar aún más las propiedades mecánicas y reducir los tiempos de procesamiento. Su objetivo es reducir los tiempos de recocido actuales de 24 a 48 horas a cuatro horas o menos..
Los investigadores están utilizando una línea de fabricación piloto para producir grandes cantidades del filamento durante los próximos meses para proporcionar muestras de material a una variedad de socios de transición del Ejército.
"Tener la opción de fabricar piezas de forma aditiva a partir de un polímero de alta resistencia a través del proceso FFF, a nivel de campo, división y / o depósito, sin duda proporcionará a los combatientes la capacidad de producir mejores piezas temporales mucho más rápido: horas en lugar de díaso semanas, y a costos significativamente más bajos, a menudo centavos en comparación con decenas de dólares, dijo Jeff Wallace, ingeniero mecánico del Centro C5ISR del Ejército en APG. "Además, los soldados tienden a improvisar según sea necesario, a menudo encontrando sus propias soluciones de diseñoComo tal, ofrecerles un material polimérico de mayor resistencia que se pueda usar en las impresoras de escritorio a las que tienen acceso, les brinda la oportunidad de innovar sobre la marcha, según sea necesario para resolver temporalmente un mayor número de suministrosy desafíos de diseño. Luego, sus diseños se enviarían a la Actividad de Soporte de Ingeniería correspondiente para su evaluación ".
Los científicos detectan firmas de vida de forma remota
El mapa de materia oscura revela puentes ocultos entre galaxias
Los físicos llevan un objeto a escala humana casi paralizado, alcanzando un estado cuántico
Nueva herramienta activa las neuronas cerebrales profundas mediante la combinación de ultrasonido y genética
Un nuevo método podría revelar qué genes podríamos haber heredado de los neandertales
La Tierra tiene pulso: un ciclo de actividad geológica de 27,5 millones de años, dicen los investigadores
Los exoplanetas en 2.034 sistemas estelares obtienen un asiento cósmico en la primera fila para ver la Tierra