W przemyśle lotniczym duże zainteresowanie wzbudziła produkcja addytywna (AM), zwłaszcza tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem węglowym (CFRP) i polimaterializacja metali, co jest kluczową kwestią dla zmniejszenia masy części konstrukcyjnych i zwiększenia wartości dodanej AM poprzez wykorzystanie Technologia druku 3D. Wydział Badań Inżynieryjnych i Instytut Fluid Science na Uniwersytecie Northeastern ogłosiły 26 maja 2022 r., że wspólnie opracowały materiał wiążący CFRP, który można bezpośrednio łączyć zaciskowo na laminowanym podłożu metalowym 3D z wytrzymałością wiązania na ścinanie równą wytrzymałości na ścinanie aktualne połączenie klejowe.
Wspólny zespół badawczy Keiichi Shirasu, Masayoshi Mizutani i Shigeru Obayashi z The Graduate School of Engineering, Tohoku University i JAMCO zastosował w tym badaniu metodę selektywnego topienia laserowego (SLM).
Cylindryczne wypukłości zostały wydrukowane w 3D na powierzchni płytki ze stopu tytanu. Struktura powierzchni cylindrycznych występów może skutecznie przenosić obciążenie ścinające na karbowany CFRP. Prepreg CFRP został umieszczony między płytą ze stopu tytanu wydrukowaną w 3D a płytą CFRP, podgrzany i sprasowany razem, a materiał wiążący CFRP/stop tytanu został pomyślnie wyprodukowany. Płyty CFRP i cylindryczne występy są łączone ze sobą za pomocą włożonych w nie prepregów CFRP, które hamują pękanie (zdzieranie międzyfazowe) na styku CFRP/stop tytanu. Wytrzymałość wiązania na ścinanie wynosi 20,6 MPa, czyli o 64 procent więcej niż w przypadku CFRP szczepionego na dostępnych w handlu płytkach ze stopu tytanu. Osiągnięcie poziomu równego lub wyższego niż obecne wiązanie klejowe.
Badania te są wynikiem wiodącego programu badawczego japońskiej Narodowej Agencji Rozwoju Nowej Energii i Technologii Przemysłowych (NEDO) „w celu opracowania wielomateriałowego łączenia 3D i optymalnej technologii formowania w celu osiągnięcia wyższej niezawodności niż łączenie istniejące w sektorze lotniczym”.
Zgodnie z kształtem i właściwościami CFRP, struktura powierzchni metalu jest zoptymalizowana. W połączeniu z wynikami tego projektu oczekuje się, że w przyszłości zrealizuje się praktyczne komponenty z wielu materiałów i uzyska się technologię wytwarzania produktu, która uwzględnia elastyczność projektowania i właściwości materiałów. Realizując lekkość, znacznie ogranicza powstawanie odpadów procesowych i zużycie energii.
Kontakt:
Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami. Godziny pracy: od 8:30 do 17:30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
