Working in progress: lo stampaggio 3D dei compositi in fibra di carbonio

I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) sono i primi a realizzare la stampa 3D dei compositi in fibra di carbonio, favorendo così un maggiore controllo e ottimizzazione di uno dei materiali più leggeri ma più resistenti. Questo rappresenta un progresso significativo nello sviluppo delle tecniche di stampaggio 3D nelle micro-estrusioni delle fibre di carbonio.

Grazie alle sue caratteristiche, la fibra di carbonio risulta particolarmente ideale per il comparto aerospaziale, della difesa e automobilistico così come per alcune applicazioni sportive quali surf e motociclismo.

Tipicamente, i compositi in fibra di carbonio vengono fabbricati in due modi: avvolgendo fisicamente i filamenti attorno a un mandrino o tessendo le fibre insieme come un cesto di vimini, con conseguenti limitazioni di forma – piatta o cilindrica. Tuttavia, i ricercatori hanno evidenziato la possibilità di uno stampaggio di diverse strutture 3D complesse attraverso un processo di stampaggio 3D Direct Ink Writing (DIW) modificato.

Inoltre, hanno sviluppato e brevettato una nuova chimica che può trattare il materiale in termini di secondi e non ore, e sviluppato modelli accurati del flusso dei filamenti in fibra di carbonio, ricorrendo alla modellazione computazionale dei supercomputer del LLNL.

Un grande passo avanti per questa tecnologia consiste nello sviluppo di inchiostri personalizzati in fibra di carbonio con materiali a matrice termoindurente. Grazie allo sviluppo di un codice numerico, per simulare una resina polimerica liquida non-Newtoniana con una dispersione di fibre di carbonio, è possibile simulare l’evoluzione degli orientamenti di fibra in 3D in diverse condizioni di stampa. La capacità di stampare 3D offre nuovi livelli di libertà per la fibra di carbonio per raggiungere un maggiore controllo sulle mesostrutture delle parti.

http://www.compositimagazine.it/stampa-3d- con-il- carbonio-ad- alta-performance/

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