Onderzoekers hebben 3D-printen gebruikt om keramische structuren te maken van siliciumpolymeren.Wetenschappers van HRL Laboratories LLC in Malibu, Californië, hebben aangekondigd dat hun proces de beperkingen van traditionele keramische onderdelen overwint om onderdelen met een hoge sterkte op te leveren die bestand zijn tegen temperaturen van meer dan 3000 ° F.Onderzoeker Zak Eckel zei in een telefonisch interview dat hij en collega's bezig waren met het maken van keramiek van prepolymeren zoals materialen van het siloxaan-type met silicium-zuurstof backbones."We ontdekten dat dit systeem zou moeten werken met 3D-processen om een materiaal met een lage dichtheid en hoge sterkte te geven", zei Eckel vanuit zijn laboratorium in Malibu."We krijgen unieke roostermicrostructuren."HRL-wetenschappers richten zich in eerste instantie op ruimtevaarttoepassingen, geen verrassing aangezien HRL gezamenlijk eigendom is van vliegtuigfabrikant Boeing Co. en General Motors Co. HRL is op zoek naar een commerciële partner om de technologie commercieel te ontwikkelen.Materialen die bij HRL worden bestudeerd, zijn verwanten van siliconenrubbers die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt om wegwerponderdelen voor medische en andere markten te spuitgieten.Dergelijke gevormde polymere componenten zijn zacht en flexibel, waardoor hun elastomere eigenschappen geschikt zijn voor eindgebruik zoals injectiespuitcomponenten.HRL-onderzoekers maken echter producten aan de andere kant van het spectrum van materiaaleigenschappen, waar moleculen op basis van silicium en zuurstof leiden tot harde, temperatuurbestendige keramiek.Eckel, een senior ontwikkelingsingenieur, en zijn medewerkers rapporteerden hun verrassende ontdekking in het nummer van 1 januari van sciencemag.org, gepubliceerd door de American Association for the Advancement of Science.Het geheim van de ontdekking is de samenstelling van een harsformulering die 3D-geprint kan worden in delen van vrijwel elke vorm.De 3D-geprinte hars wordt UV-uitgehard in de 3D-printer en vervolgens gebakken bij verhoogde temperaturen van ongeveer 1800 ° F om een volledig dicht keramiek te geven dat tien keer sterker is dan vergelijkbare materialen.De typische manier om keramische onderdelen te maken is het sinteren van poedergrondstoffen bij hoge temperaturen, maar het proces wordt meestal geplaagd door porositeit en lage sterkte van het afgewerkte onderdeel."Ons team heeft de uitdagingen die inherent zijn aan keramiek overwonnen om een innovatief materiaal te ontwikkelen dat talloze toepassingen heeft in een verscheidenheid aan industrieën", aldus Tobias Schaedler, senior wetenschapper bij HRL's Sensors and Materials Laboratory in een persbericht.Nieuwe keramiek gemaakt bij HRL heeft een siliciumoxycarbide ruggengraat gerangschikt in een microrooster.Ze creëerden ook vergelijkbaar keramiek met grondstoffen van silicium-koolstof en silicium-stikstof."Met ons nieuwe 3D-printproces kunnen we ten volle profiteren van de vele gewenste eigenschappen van deze oxycarbide keramiek," voegde Schaedler eraan toe.Hij ziet toepassingen zo divers als straalmotoren en hypersonische voertuigcomponenten, ingewikkelde onderdelen in miniatuur elektromechanische systemen en elektronische verpakkingen.Eckel zei dat het door HRL ontwikkelde proces werkt met conventionele 3D-printmachines.Normaal gesproken associeert men keramiek niet met polymeren, behalve als rivalen, samen met metalen, die strijden om duizenden eindgebruiken in het materiaaluniversum.Polymeren zijn natuurlijk zeer grote moleculen met zich herhalende schakels in de ruggengraat.Polymeren die kunststoffen worden genoemd, hebben meestal koolstof-koolstof- of koolstof-zuurstofbindingen.De 3D-printtechnologie was tot nu toe gericht op het gebruik van thermoplasten zoals nylon en polymelkzuur of metalen om onderdelen met complexe geometrieën te maken.Thermoplasten zijn al goed ingeburgerd in het op maat maken van medische vormen zoals prothesen.3D-geprinte metalen onderdelen worden gebruikt in exotische toepassingen zoals hoogwaardige onderdelen van straalmotoren.Eckel en zijn team hechtten groepen zoals vinyls, acrylaten en thiolen aan chemicaliën zoals siloxaan, zodat de resulterende pre-keramische monomeren kunnen worden uitgehard door UV-licht om een pre-keramisch polymeerdeel te geven.Het UV-uitgeharde polymeerdeel wordt gebakken om de ongewenste groepen te verdrijven om een verknoopte keramische matrix te creëren.Bekijk een video over het project.Heb je een mening over dit verhaal?Heb je ideeën die je met onze lezers wilt delen?Plastics News hoort graag van je.E-mail uw brief naar Editor op [email protected]Gelieve een geldig e-mailadres in te geven.Vul alstublieft uw e-mail adres in.Selecteer ten minste één nieuwsbrief om u in te schrijven.Op de hoogte blijven is eenvoudig met Plastics News dat gratis rechtstreeks in je inbox wordt bezorgd.Plastics News behandelt de activiteiten van de wereldwijde kunststofindustrie.We rapporteren nieuws, verzamelen gegevens en leveren tijdige informatie die onze lezers een concurrentievoordeel biedt.1155 Gratiot Avenue Detroit MI 48207-2997