新军多聚合物灯丝技术将低成本的3D打印机变成高科技生产商

时间：2021-09-22 07:52:06 来源：

陆军研究人员将低成本的打印机转变为高科技生产设备，以节省金钱，并在需要时促进关键零件的快速印刷。

该军队拥有一种新型多聚合物长丝，用于共同使用的桌面3-D打印机。此前可能会省钱，并促进需要在需要点的快速印刷关键部件。

该研究也是一项月度同行评审科学期刊的4月份高级工程材料版的封面故事。

这些打印机生产的部件历史上具有较差的力量和韧性，这防止了经济实惠的打印机用于重新调整军事部位，特别是在部署的地点，直到现在。陆军的新材料克服了这些缺陷，可能允许士兵使用低成本的打印机来创造零件，一旦经过几个小时的热量，可以实现足够强大的机械性能，以承受现场操作的严格。

这一突破是军队远征制造业的一项重要一步，即埃里克D. Wetzel博士，他领导新兴的复合材料团队，作为美国军队战斗能力发展指挥的军队研究实验室的士兵材料的研究区领导者。

Wetzel的研究包括各种技术解决方案，可以通过加强战争射击，移动，沟通，保护和维持自己的方式来增加士兵致命的技术解决方案。

“陆军希望能够通过载有数字部件文件而不是物理部件来打印现场中的零件来简化物流，但到目前为止，生产高强度部件的技术在远处设置中并未实用。这些打印机对于初学者来说太大，能量饥饿，微妙或凌乱，其原料可能需要专门的存储要求。“

该技术可以使军队使用实惠，简单的打印机来生产高质量的零件。

根据纸张，熔丝丝制造或FFF，是最常见的添加剂制造技术，但使用FFF制造的部件缺乏足够的机械完整性，用于大多数工程应用。

研究团队使用了一种新的热拉伸方法来制造包含丙烯腈丁二烯苯乙烯的双重材料长丝，称为ABS，具有星形聚碳酸酯核心。

长丝制造的热拉伸工艺始于CCDC军队研究实验室发明的新型多聚合物丝。

然后将该双重材料长丝用作常规FFF打印机中的原料，以产生具有复合ABS /聚碳酸酯核心结构的3D固体。

这种新型DM丝可以彻底改变添加剂制造，允许低成本的打印机生产具有与注塑塑料的机械性能竞争的零件，如纸张所引用的。

在持续的实验中，军队的研究团队正在尝试新的材料配对，印刷条件和退火协议，以进一步改善机械性能并减少加工时间。他们的目标是减少当前退火时间为24-48小时至四小时或更短时间。

研究人员正在使用试点制造线，在未来几个月内生产较大的灯丝，以为各种军队过渡伙伴提供材料样本。

“通过FFF工艺在现场，折断和/或仓库水平上可以选择从高强度聚合物加剧从高强度聚合物制造零件，肯定会提供具有更好的临时部件的能力快得多 - 几周或数周 - 与APG的C5ISR中心的机械工程师Jeff Wallace表示，成本明显降低成本 - 与数十美元相比，杰夫华莱士表示。“另外，士兵往往会根据需要即时发展，经常为他们所面临的问题找到自己的设计解决方案。因此，为它们提供更高的强度聚合物材料，可用于他们可以访问的桌面打印机中，为他们提供机会，必要时暂时解决更多的供应和设计挑战。然后他们的设计将被发送到正确的工程支持活动进行评估。“

该实验室已提交了该技术的多项专利申请，并已获得该技术的一个方面的许可：使用特种聚合物用于添加剂制造的热绘制的细丝。陆军正在寻找额外的商业伙伴，以加速这项技术的开发和锻炼，这可能对广泛的革气的热塑性零件保持广泛适用性。

参考：“用双热塑性丝绸制造的坚韧，加剧制造的结构”由Kevin R. HART，Ryan M. Dunn和Eric D. Wetzel，10月10日，2020年12月10日，先进的工程材料.DO：
10.1002 / Adem.201901184.

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