Nieuws
Voor het eerst is het mogelijk om carbon in een luchtvaartkwaliteit te 3D-printen. (foto LLNL)

Het Amerikaanse onderzoeksinstituut Livermore National Laboratory (LLNL) slaagt er als eerste in om carbon in een aerospace kwaliteit te 3D-printen. Dit opent heel nieuwe toepassingen op het gebied van lichtgewicht constructies, die ondanks hun lagere gewicht sterker dan staal.

Het LLNL heeft in het wetenschappelijk tijdschrift Scientific Reports online onlangs de onderzoeksresultaten voor het eerst gepubliceerd. Jim Lewicki, hoofdonderzoeker en lead auteur van het artikel, ziet dit als een doorbraak naar veel toepassingen: “Met 3D-printen kunnen we in principe alles gaan maken van carbonfiber.”

Direct Ink Writing
De technologie heeft als naam meegekregen Direct Ink Writing 3D (DIW). De crux zit zowel in nieuwe materialen als een computeralgoritme. De eerste stap is de ontwikkeling van het computeralgoritme. Met geavanceerde computermodellen simuleren de onderzoekers een vloeibaar polymeer met een dispersie van koolstofvezels. Via de simulatie kunnen ze de oriëntatie van de fibers tijdens het 3D printproces volgen. Zo waren de onderzoekers in staat om de optimale lengte en performance van de vezels te berekenen. De tweede grote doorbraak komt uit de materiaalhoek. De onderzoekers hebben een nieuwe chemische samenstelling gepatenteerd. De nieuwe formule leidt tot een materiaal dat in seconden uithardt in plaats van uren zoals nu het geval is.

Minder vezels nodig
Met deze technologie kunnen ze voor specifieke toepassingen specifieke koolstofvezel materialen gaan ontwikkelen. Door deze te 3D-printen heeft men controle over de mesostructuur van de onderdelen. Men kan zelfs onderdelen 3D-printen waarin de koolstofvezels allemaal in exact dezelfde richting liggen. Daarmee krijgen deze materialen eigenschappen die ver boven vergelijkbare materialen uitsteken, terwijl ze veel minder carbonfiber nodig hebben. Met dezelfde materiaaleigenschappen als de huidige generatie carbon te krijgen, zijn ruim 60% minder vezels nodig.

Geleidend materiaal
Een van de gebruikte materialen in de matrix is tevens geleidend. Hierdoor denken de onderzoekers onder andere een toepassingen in de ruimtevaart. Een satellietcomponent kan bijvoorbeeld aan één zijde geïsoleerd zijn. Of wearables kunnen wel warmte aan het lichaam onttrekken en afvoeren, maar anderzijds geen warmte naar het lichaam geleiden. De mechanische eigenschappen van de nieuwe materialen zijn vergelijkbaar met de huidige kwaliteiten van gangbare thermoplasten zoals deze veelal terug te vinden zijn in de huidige composieten. Het onderzoeksinstituut gaat de technologie nu verder verfijnen. Er zijn al contacten met aerospace bedrijven, zowel in civiele als militaire luchtvaart. (www.llnl.gov/news)

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven