Las técnicas de impresión 3D se han convertido rápidamente en algunas de las herramientas más utilizadas para diseñar y construir rápidamente nuevos componentes. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Bristol ha desarrollado un nuevo tipo de impresión 3D que puede imprimir materiales compuestos, que se utilizan enmuchos productos de alto rendimiento, como raquetas de tenis, palos de golf y aviones. Esta tecnología pronto permitirá que se imprima una gama mucho más grande de cosas en 3D en casa y a bajo costo.
El estudio publicado en Materiales y estructuras inteligentes crea y demuestra un método novedoso en el que se utilizan ondas ultrasónicas para colocar con cuidado millones de pequeñas fibras de refuerzo como parte del proceso de impresión 3D. Las fibras se forman en un marco de refuerzo microscópico que le da resistencia al material. Esta microestructura se establece luegoen su lugar utilizando un rayo láser enfocado, que cura localmente la resina epoxi y luego imprime el objeto.
Para lograr esto, el equipo de investigación montó un módulo láser enfocado y conmutable en el carro de una etapa de impresión 3D de tres ejes estándar, sobre el nuevo aparato de alineación ultrasónica.
Tom Llewellyn-Jones, un estudiante de doctorado en compuestos avanzados que desarrolló el sistema, dijo: "Hemos demostrado que nuestro sistema ultrasónico se puede agregar de manera económica a una impresora 3D estándar, que luego lo convierte en una impresora compuesta"
En el estudio, se logró una velocidad de impresión de 20 mm / s, que es similar a las técnicas de capa aditiva convencionales. Los investigadores ahora han demostrado la capacidad de ensamblar un plano de fibras en un marco de refuerzo. La orientación precisa de las fibras puedecontrolarse cambiando el patrón ultrasónico de onda estacionaria a mitad de la impresión.
Este enfoque permite la realización de arquitecturas fibrosas complejas dentro de un objeto impreso en 3D. La naturaleza versátil de la técnica de manipulación ultrasónica también permite ensamblar una amplia gama de materiales, formas y tamaños de partículas, lo que lleva a la creación de una nueva generaciónde compuestos fibrosos reforzados que se pueden imprimir en 3D.
Bruce Drinkwater, profesor de ultrasonidos en el Departamento de Ingeniería Mecánica, dijo: "Nuestro trabajo ha mostrado el primer ejemplo de impresión 3D con control en tiempo real sobre la distribución de una microestructura interna y demuestra el potencial para producir prototipos rápidos conarreglos microestructurales complejos. Este control de orientación nos da la capacidad de producir piezas impresas con propiedades de material a medida, todo sin comprometer la impresión ".
El Dr. Richard Trask, lector de materiales multifuncionales en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial, agregó: "Además de ofrecer refuerzo y resistencia mejorada, nuestro método será útil para una variedad de aplicaciones de materiales inteligentes, como la impresión de cápsulas rellenas de resina paramateriales de autocuración o partículas piezoeléctricas para la recolección de energía ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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