AFRL и университеты пионерят 3D-печать углеродно-волокнистых/эпоксидных композитов для авиакосмики

Отделение композитов Авиационно-космической исследовательской лаборатории (AFRL, Дайтон, Огайо, США) партнерится с Арканзасским университетом, Майами университетом, Технологическим университетом Луизианы и Техасским университетом в Эль-Пасо для разработки аддитивно изготовленных эпоксидных/углеродно-волокнистых композитов для структурных деталей авиа- и космических аппаратов.

Полимеры для печатных материалов — те же, что уже используются в системах ВВС, разработанные для высокой термической и экологической долговечности, высокой прочности и сверхмалого веса.

По сравнению с традиционными композитами, AFRL заявляет: аддитивное производство позволяет легче создавать сложные композитные детали и исключает необходимость в дорогих и долгих процессах полимеризации. Аддитивное производство также упрощает логистику производства, сборки и ремонта деталей, так как эти процессы можно выполнять в полевых условиях или на депо.

Кроме того, AFRL сформировала совместные проекты с международными союзниками, включая Индию, для использования композитной 3D-печати сложных сердечников, которые в сочетании с верхними и нижними обшивками создают легкие сэндвич-структуры со свойствами, адаптированными под несущие физические силы.

Производственная гибкость аддитивно печатаемых сердечников позволяет легко вставлять другие материалы — металлические фитинги, электрические компоненты — облегчая сборку и создавая многофункциональные структуры со встроенным 센сингом, актуацией, вычислениями или электропитанием для беспилотников нового поколения.

Традиционные сэндвич-структуры на обшивках самолетов имеют одинаковые геометрии сердечника на всей площади. Аддитивная печать сэндвичей позволит структурам выдерживать большие силы там, где нужно, и оставаться легкими — там, где не нужно.

«Потенциал быстрой печати высокопрочных композитных деталей и приспособлений для воина может стать огромным активом как в полевых условиях, так и для ускорения разработки систем вооружения», — говорит д-р Джеффри Баур, лидер команды исследований композитных характеристик.

Результаты работы команды будут опубликованы в спецвыпуске Journal of Experimental Mechanics, посвященном Mechanics of Additively Manufactured Materials.