波音和通用聯(lián)手打造高性能夾層材料芯材

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由波音和通用汽車聯(lián)合擁有的加州HRL實驗室開發(fā)出一項新的增材制造技術(shù)，用聚合物樹脂配方更快、更易制造復(fù)雜外形高強陶瓷組件。

　　HRL實驗室（波音和通用汽車建立的合資公司）的高級化學(xué)工程師Zak Eckel發(fā)明的這種聚合物樹脂配方，能夠3D打印成具有復(fù)雜外形的生零件，然后在爐中燒制，樹脂熱解，零件均勻收縮成高密度陶瓷。

HRL項目經(jīng)理表示："我們的新型3D打印工藝可以充分利用碳氧化硅陶瓷的許多優(yōu)良性質(zhì)，包括高硬度、強度和溫度能力，以及耐磨和耐腐蝕性。"這樣的蜂窩陶瓷材料能夠作為高溫應(yīng)用中的輕質(zhì)、承載三明治板的芯體，比如高超飛行器和噴氣發(fā)動機。

打印陶瓷前驅(qū)體單體　　Eckel表示："我們直接從陶瓷前驅(qū)體聚合物打印全致密零件。原來方法是立體平板印刷，用激光凝固、聚合一種特殊的紫外固化陶瓷前驅(qū)體樹脂和一個紫外光引發(fā)劑，以成形復(fù)雜外形，但仍需數(shù)小時甚至數(shù)天。"

HRL能夠更快地大批生產(chǎn)零件。作為一項持續(xù)10年的旨在開發(fā)輕質(zhì)、高強材料的DARPA合同的一部分，研究人員開發(fā)了一種方法，"使紫外光在前驅(qū)體樹脂槽全程都集中直到底部"，加速制造。

技巧在于使用紫外燈穿過平版印刷蒙版中的孔的同時凝固材料，與此同時，在受照軸內(nèi)校準(zhǔn)光線以全程硬化直到底部。在這個"自蔓延光聚物波導(dǎo)方法"中，光通過一個波導(dǎo)效應(yīng)，基于對樹脂柱的內(nèi)部表面連續(xù)向下反射，而穿透它。這個工藝創(chuàng)造了特別輕質(zhì)但高強的桁架結(jié)構(gòu)。"我們生產(chǎn)了一個超輕鎳微柵格，是世界最輕的金屬材料。"

多陶瓷配方　　現(xiàn)在他們正在將這種增材制造技術(shù)應(yīng)用高溫陶瓷組件。兩種紫外硬化工藝可以最終生產(chǎn)許多不同的陶瓷材料，但是最開始團隊驗證了一種碳氧化硅陶瓷，成形為一種復(fù)雜多孔的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，能夠抵抗超過1700°C (3092°F)的超高溫，展現(xiàn)出10倍于類似蜂窩陶瓷材料的強度。