Additive Fertigung auch bekannt als 3D-Druck wird weiterhin eine der größten Methoden sein, mit denen Ingenieure immer komplexere Konstruktionen und Materialien konstruieren. Eine Gruppe von Ingenieuren hat diesen Prozess jedoch nur verwendet, um etwas wirklich Einzigartiges herzustellen. Ein Forscherteam der Purdue Universityhabe gerade eine Möglichkeit geschaffen, Materialien wie Thermite und Nanothermiten mithilfe der additiven Fertigung in einen Sprengstoff zu verwandeln.
Kurz gesagt bedeutet dies, dass energetische Materialien wie Sprengstoffe und Pyrotechnik jetzt möglicherweise sicher in 3D gedruckt werden können.
Die Gruppe von sieben Forschern nutzte ihr Wissen über Energetik mit aktualisierten Injektionsabscheidungssystemen, um einen neuen Druckertyp zu entwickeln, der zwei Substanzen in einer bestimmten und hochspezifischen Reihenfolge auf ein Substratbett bringen kann.
Die inerten Materialien bilden zusammen einen Nanothermiten - eine Substanz aus Nanopartikeln, die ihre hohe Energie nicht freisetzt, ohne entzündet zu werden oder durch einen anderen Reiz.
Doktorandin Allison Murray war ein Schlüsselelement beim Aufbau des 3D-Druckers, mit dem Nanothermitmaterialien sorgfältig gedruckt werden können. Im Gegensatz zu anderen 3D-Druckertypen entschied sich Murrays Drucker für eine stationäre Düse und eine darunter liegende bewegliche Plattform anstelle einer beweglichen Düse. Laut Murray, Plattform oderDie "Bühne" kann sich mit nur einem Mikrometer Präzision bewegen.
Sie sagte auch, dass das Projekt zwei scheinbar nicht miteinander verbundene Interessengebiete miteinander kombinierte, um ein überraschend funktionales Ergebnis zu erzielen.
"Energetische Materialien sind ein ziemlich verstandenes Gebiet, ebenso wie die additive Fertigung", Murray sagte. "Das Besondere an diesem Projekt ist der Schnittpunkt dieser beiden Felder und die Möglichkeit, energetische Materialien mit dieser Präzision sicher abzuscheiden."
Die 3D-gedruckten Proben von Nanothermit wurden im Rahmen der Forschung gezündet und in Gang gesetzt. Das Team musste ihre Kreationen für die Analyse "in die Luft jagen". Jede Probe wurde elektrisch in Gang gesetzt. Die Forscher verwendeten auch Hochgeschwindigkeits-WärmebilderRaster-Transmissionselektronenmikroskopie STEM, um zu sehen, wie leistungsfähig ihre gedruckten Kreationen waren.
"Es brennt bei 2.500 Kelvin [über 4.000 Grad Fahrenheit]", sagte Murray. "Es erzeugt viel Schub, viel Wärme und macht eine schöne laute Stoßwelle!"
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Das Team hofft, dass die Arbeit die Nützlichkeit und Machbarkeit der Verwendung eines reaktiven Tintenstrahldruckers als Möglichkeit zum Platzieren energetischer Materialien in größeren Konstrukten beweisen kann. Das Purdue-Team sagte Dies öffnet die Türen für „sicherere Materialhandhabung und die Entwicklung einer Vielzahl von energetischen Materialien, die zuvor als mit dem Tintenstrahldruck unvereinbar angesehen wurden.“
"Es ist ein entscheidendes Merkmal von Purdue, dass Professoren mit so unterschiedlichen Hintergründen an einem solchen Projekt zusammenarbeiten können", sagte Murrays Vorgesetzter Prof. Jeffrey Rhoads. "Wir können all unsere Erfahrungen kombinieren, um an Technologien zusammenzuarbeiten, die es zuvor noch nicht gab."realisierbar."
Die Ergebnisse selbst können auch zeigen, wie der Mikromechanik mit anderen scheinbar nicht verwandten Bereichen kombiniert werden kann. Weitere Untersuchungen werden nach Angaben des Teams untersuchen, welchen Einfluss die Form der Abscheidung auf die Gesamtenergieabgabe und die Leistung des Materials hat.
Das gesamte Papier finden Sie auf der Zeitschrift für Angewandte Physik .
Via : 3D-Druckindustrie , 3Der