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航空航天工程革命性的复合材料技术

增材制造技术在单件小批量的复杂结构快速制造中具有优势,由于其“所见即所得”的特性,节省了许多传统复合材料加工工艺冗杂的环节,节省了时间和成本
增材制造技术在单件小批量的复杂结构快速制造中具有优势,由于其“所见即所得”的特性,节省了许多传统复合材料加工工艺冗杂的环节,节省了时间和成本。同时,连续纤维3D打印设备的开发,使其加工出来的树脂基复合材料,具备和金属基复合材料相媲美的优秀性能。在航空航天领域高度定制化零部件的加工流程中,有很高的应用价值。
最近,国外研究人员在伊利诺伊大学香槟分校安装了一种新设备,将最新的增材制造技术带入校园。与众所周知的金属或塑料增材制造不同,该设备可以打印用于航空航天领域的轻质和大型结构复合材料。
 
据悉,这种改变范式的复合材料技术,可以创造具有更为复杂形状的结构,并且其力学性能接近传统航空航天复合材料。
 
目前全球范围内,高性能复合材料仍然局限于用手工铺设树脂填充的织物或纤维,并需要在高压釜中长时间加热。现如今,可以用机器人铺设纤维,将它们快速固化成形状,然后在加热炉中固化,只需很短的时间。有了连续纤维强度的加持,这将是目前世界上最强的增材制造复合材料。
但仍有许多技术工作需要完成。热固性复合材料是通过化学反应融合在一起的,不像那些需要压力和高温才能固化的复合材料。结合这种最新的增材制造技术,为航空航天结构的设计和制造提供了丰富的选择和可能,以及消耗更少的能源。但热固性复合材料面临回收难的问题。研究人员正在开发这些打印结构拓扑优化的新方法,让结构更加耐用。另一个是深入研究增材制造树脂的特性,开发可回收的热固性复合材料。
 

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