ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การผลิตสารเติมแต่ง (AM) ได้รับความสนใจอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) และการทำให้เป็นวัสดุหลายชั้นของโลหะ ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญในการลดน้ำหนักของชิ้นส่วนโครงสร้างและเพิ่มมูลค่าเพิ่มของ AM โดยใช้ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ฝ่ายวิจัยทางวิศวกรรมและสถาบันวิทยาศาสตร์ของไหลแห่งมหาวิทยาลัยนอร์ธอีสเทิร์นบัณฑิตวิทยาลัยประกาศเมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม 2022 ว่าพวกเขาได้ร่วมกันพัฒนาวัสดุประสาน CFRP ที่สามารถจับจีบโดยตรงบนพื้นผิวโลหะเคลือบ 3 มิติที่มีแรงยึดเฉือนเท่ากับแรงเฉือน การติดกาวในปัจจุบัน
ทีมวิจัยร่วมของ Keiichi Shirasu, Masayoshi Mizutani และ Shigeru Obayashi จาก The Graduate School of Engineering, Tohoku University และ JAMCO ได้นำวิธีการ Selective Laser Melting (SLM) มาใช้ในการศึกษานี้
ส่วนที่ยื่นออกมาทรงกระบอกถูกพิมพ์แบบ 3 มิติบนพื้นผิวของแผ่นโลหะผสมไททาเนียม โครงสร้างพื้นผิวของส่วนที่ยื่นออกมาทรงกระบอกสามารถถ่ายโอนแรงเฉือนไปยัง CFRP แบบย้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ พรีเพก CFRP ถูกแทรกระหว่างแผ่นโลหะผสมไททาเนียมที่พิมพ์ 3 มิติและแผ่น CFRP ให้ความร้อนและกดเข้าด้วยกัน และวัสดุประสาน CFRP/ โลหะผสมไททาเนียมได้รับการผลิตสำเร็จ แผ่น CFRP และส่วนที่ยื่นออกมาของทรงกระบอกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยพรีเพก CFRP ที่ใส่เข้าไป ซึ่งยับยั้งการแตกหัก (การลอกระหว่างผิวหน้า) ที่ส่วนต่อประสาน CFRP/ ไททาเนียมอัลลอยด์ แรงยึดเกาะแบบเฉือนอยู่ที่ 20.6MPa ซึ่งสูงกว่าของ CFRP ที่กราฟต์บนแผ่นโลหะผสมไททาเนียมที่มีจำหน่ายทั่วไปถึง 64 เปอร์เซ็นต์ บรรลุระดับเท่ากับหรือสูงกว่าการติดกาวในปัจจุบัน
งานวิจัยนี้เป็นผลจากโครงการวิจัยชั้นนำของสำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานและอุตสาหกรรมแห่งชาติ (NEDO) ของญี่ปุ่น "เพื่อพัฒนาพันธะ 3 มิติแบบหลายวัสดุและเทคโนโลยีการขึ้นรูปที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ความน่าเชื่อถือที่สูงกว่าการยึดติดที่มีอยู่ในภาคการบินและอวกาศ"
ตามรูปร่างและลักษณะของ CFRP โครงสร้างพื้นผิวโลหะได้รับการปรับให้เหมาะสม เมื่อรวมกับผลลัพธ์ของโครงการนี้ คาดว่าจะตระหนักถึงวัสดุหลายชนิดของส่วนประกอบที่ใช้งานได้จริงในอนาคต และได้รับเทคโนโลยีการผลิตผลิตภัณฑ์ที่คำนึงถึงความยืดหยุ่นในการออกแบบและลักษณะของวัสดุ ในขณะที่ตระหนักถึงน้ำหนักเบา มันลดการสร้างของเสียจากกระบวนการผลิตและการใช้พลังงานได้อย่างมาก
ติดต่อ:
หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดติดต่อเรา เวลาทำงาน: 08.30 น. ถึง 17.30 น
อีเมล:zhangjixia@bjygti.com
