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美国空军正在测试3D打印陶瓷材料以用于超音速飞行器

日期: 2018-05-15
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美国空军正在测试3D打印陶瓷材料以用于超音速飞行器

美国空军正在测试3d打印陶瓷增材制造生产的材料,以推进其未来在超音速飞行器中的潜在应用。

空军研究实验室航空航天系统局的科学家最近与HRL实验室签署了一项合作研究和开发 - 材料转移协议,以测试增材制造的碳氧化硅(SiOC)材料。通过增材制造与陶瓷的耐火材料性质相结合可以生产的零部件的几何复杂性为各种未来的空军应用提供了巨大的潜力。一种这样的可能的应用是高超音速飞行,其将材料暴露于包括高温在内的极端环境。

在阿诺德空军基地对增材制造的碳氧化硅(SiOC)材料样品进行测试

航空航天系统局科学家正在寻找新的热电偶辐射防护罩,HRL制造的材料对要求严格的空军应用的潜力变得明显。通过利用预陶瓷树脂的增材制造工艺生产SiOC材料。在部件制造之后,预陶瓷树脂被热处理以将组件转换为完全陶瓷状态。 AFRL科学家对HRL的新颖工艺感兴趣,利用最先进的3D打印能力和预陶瓷树脂化学以及最终SiOC材料在高温下的可能性。

航空局高超音速研究工程师Jamie Szmodis说:“如果一种材料可以承受这些温度 - 大约3200华氏度 - 它可以用于超音速飞机发动机部件,如支柱或火焰支架。

超音速飞行是美国和国际航空航天工业的一个引人注目的研究领域。目前的飞机以超音速飞行,时速超过768英里,或MACH 1。如果达到,超音速战斗速度超过5马赫,将允许更快的军事反应时间,更先进的武器和大幅度减少军事和商业部门的旅行时间,速度超过每小时4000英里。

该理事会收到5个热电偶辐射屏蔽和15个采用SiOC树脂制造的样品瓶,最终的结果报告于3月份完成并交付给HRL。在他们的合作研究过程中,AFRL和HRL将增材制造的部件推到了设计范围之外。从这种极端测试中得出的数据为合作伙伴提供了有价值的信息,目前正在利用这些信息来指导下一代陶瓷的增材生产。 HRL提出的这些建议和进一步发展有可能生产出符合超音速要求的材料。

“AFRL进行的极端温度测试揭示了我们新材料的局限性,并要求我们改进它,”HRL高级科学家Tobias Schaedler博士说。


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