Un team di ricerca della North Carolina State University (NC State) ha dimostrato una nuova tecnologia di produzione a base di laser in grado di produrre materiali in ceramica resistenti ad altissima temperatura adatti per applicazioni che vanno da tecnologie di energia nucleare a veicoli aerospaziali e sistemi di propulsione aerospazi Flessibilità nella progettazione di dispositivi e sistemi di ingegneria ad alte prestazioni di prossima generazione .
"La sinterizzazione è un processo che trasforma le materie prime (polveri o liquidi) in materiali in ceramica . in questo studio, ci siamo concentrati su un materiale ceramico ultra-alta a temperatura-HFC . Metodi tradizionali richiedono anche materiali di sinterizzazione a temperature di sinterizzazione, ma non sono inoltre a causa di materiali di sintesi. Scala dell'attrezzatura . Il nostro metodo è più veloce, più semplice e più efficiente dal punto di vista energetico . "
Questo nuovo metodo raggiunge la sinterizzazione ceramica irradiando la superficie di un precursore del polimero liquido con un laser Watt 120- in un'atmosfera inerte (come vuoto o argon) . il Laser converti il liquido in un polimero solido e poi lo è stato in modo selettivo in ceramic {} {2} Reaction Pyrolysis (SLRP), rappresenta un approccio completamente diverso alla tradizionale produzione ceramica .
"Questa è una reazione con guida termicamente, fondamentalmente diversa dai metodi tradizionali che si basano sulla fotopolimerizzazione . Il laser induce il riscaldamento localizzato a quasi 2000 gradi o superiore, completando il processo di ceramicizzazione in pochi secondi . questo processo non solo ha un consumo energetico a basso rivestimento . "
A differenza della tecnologia stereolitografia (SLA), il processo SLRP non si basa su sospensioni di polvere o resine radiose UV e non richiede fasi di post-elaborazione come il debinding e la sinterizzazione ad alta temperatura . questa svolta rende la produzione additiva di ceramiche ad alto punto di eliminazione più fattibili, in particolare nelle applicazioni aerospezzate e di difesa {6}
Il team di ricerca ha utilizzato con successo questo metodo per depositare uniformemente la ceramica HFC sulla superficie dei materiali compositi (c/c) di carbonio carbonio . c/c è un materiale avanzato ampiamente usato in ambienti termici estremi, come le sue strutture per la protezione termica di bordo, come le sue scambiazioni di boscaio, come la sua scaletta, la sua scaletta di boscaio, la sua scaletta di boscaio, la sua scambiatura di boscaio, la sua scaletta di boscaio, la sua scaletta di boscaio, la sua scaletta di boscaio, la sua scaletta di boscaio, la sua scaletta di bosco di bordo, e le sue scambiazioni di boscaio sono le sue ingegneri agevolano, la sua protezione da boscaio. controllato con precisione regolando la densità di energia laser . poiché l'intera struttura non deve essere sinterizzata in un forno ad alta temperatura, questa tecnologia è particolarmente adatta per i materiali che sono soggetti a danni nei processi tradizionali .
"Uno dei principali vantaggi di questa tecnologia è la sua modularità e scalabilità . Il sistema può essere integrato in piattaforme di produzione esistenti, consentendo la produzione digitale e distribuita e aprendo nuove possibilità per la progettazione personalizzata e la prototipazione rapida ."
I risultati sperimentali mostrano che questo metodo può sintetizzare direttamente la ceramica HFC in un processo a passo singolo, con un tasso di conversione in ceramica superiore al 50%, sovraperformando in modo significativo la sinterizzazione delle polveri tradizionali o le rotte di stampa di fotopolimerizzazione (come BZP) Percorsi di assorbimento e reazione .
