米軍は、高温航空機部品の3Dプリント用のポリマー材料を開発した。

米軍は、高温航空機部品の3Dプリント用のポリマー材料を開発した。
最近、米国空軍研究所は、NASAグレン研究センターおよびルイビル大学と共同で、耐熱ポリマーを3Dプリントする方法を開発しました。研究者らは、炭素繊維フィラメントを含浸させた高温熱硬化性樹脂と選択的レーザー焼結技術を用いて、300℃以上の温度に耐えられる耐高温ポリマーベースの複合部品の印刷に成功した。将来的には、タービンエンジンのスペアパーツやエンジン排気口周辺の高温部分への利用が期待される。

ポリマーベースの複合材は、軽量で高温環境に耐える特性があるため、航空機の航続距離を延ばすと同時に燃料消費量を減らし、運用コストを下げることができるため、空軍の次世代の装備アプリケーションにとって非常に魅力的です。この画期的な発見は、空軍の次世代のコスト効率の高い製造ニーズを満たすための基盤を築きます。

通常、ポリマーベースの複合材料は、繊維(ガラス繊維など)をエポキシ樹脂またはその他のマトリックス材料に埋め込むことによって作られます。埋め込まれた繊維がマトリックスを強化し、材料をより強くします。

レーザー焼結法を使用したポリマー 3D プリントのプロセスでは、高温レーザーをポリマー粉末の層に通して、コンピューターで事前に設計された形状を形成します。次に、レーザーエネルギーを使用して新しい粉末層を形成し、3 次元部品が完成するまでこのプロセスを複数回繰り返します。

高温ポリマー樹脂をテストしたところ、チームは、付加製造技術によってポリマー粉末をうまく印刷できるものの、後処理のために粉末床から部品を取り出すと、材料が溶けて使用できなくなることを発見しました。

この問題を解決し、レーザーの熱によって分子が絡み合って形を整えやすくするために、研究者らは樹脂材料に炭素繊維フィラーを追加し、レーザーのエネルギーをマトリックスにうまく伝達できるようにしました。炭素繊維はレーザーのエネルギーを吸収し熱を伝導するため、ポリマー単独の場合よりもはるかに速くレーザーによって材料が加熱されます。

研究者らは、高温材料は加工が難しく、費用もかかるため、そのような材料は軍事目的に使用されることが多く、そのための供給業者は少ないと述べている。この画期的な進歩により、米空軍はよりコスト効率の高い方法で高温複合部品を製造できるようになります。さらに、高温ポリマー複合部品は小型で多機能という特徴があり、最新の研究成果は空軍に大きな利益をもたらすだけでなく、業界全体に破壊的な影響を与える可能性もある。

予備試験データによれば、この新素材は高温に耐えられることが分かっているが、空軍のプラットフォームで使用する前に、さらに試験と検証を行う必要がある。

出典:国防科学技術情報ネットワーク

米軍は空中で使用するための兵器を開発し、配備した。

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