Wpływ pola magnetycznego na wytrzymałość kompozytowych wydruków 3D

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Florydy przeprowadzili badania wpływu użycia pól magnetycznych, podczas druku 3D z materiałów wzmacnianych różnego rodzaju włóknami, na ich późniejszą wytrzymałość. Dowodzą one, że tego typu domieszki, przy odpowiednim ukierunkowaniu, są w stanie znacząco zmienić właściwości drukowanego w 3D modelu.

Druk 3D z różnego rodzaju kompozytów jest obecnie bardzo popularnym sposobem na wykonywanie mocnych obiektów do zastosowań inżynierskich. Dodanie do zwykłego filamentu niewielkiej ilości włókna węglowego lub szklanego, nawet jeśli występuje ono w postaci pociętej i nieuporządkowanej, jest w stanie znacząco go wzmocnić. Jeśli w jakiś sposób udałoby nam się zapanować nad regularnym ułożeniem tych włókien to siła tych wiązań byłaby jeszcze większa. Zadanie to udało się zrealizować amerykańskim naukowcom.

Proces ten nazwano „drukiem wspomaganym magnetycznie”, a jego realizacja odbywa się za sprawą przyłożonego do dyszy drukarki 3D pola magnetycznego. Tym sposobem uzyskujemy ekstruzję z włóknami zorientowanymi prostopadle do kierunku przepływu dyszy. Układ ten, w połączeniu z układanymi równolegle warstwami, ma zwiększać ich wytrzymałość, a w efekcie pozwalać na wytwarzanie mocniejszych wydruków 3D.

Naukowcy zbadali również wpływ różnych czynników, takich jak prędkość druku oraz siła pola magnetycznego na zdolność zmiany kierunku wyrównania włókien. Okazało się, że im większa jest lepkość filamentu, tym silniejszego pola magnetycznego musimy użyć, aby skutecznie zorientować zawarte w nim włókna. Natomiast w przypadku prędkości druku, odkryto zależność, że im jest ona większa, tym mniej poprawne ułożenie włókien otrzymujemy. Dlatego właśnie jest to parametr, na który szczególnie powinniśmy zwracać uwagę.

Kolejnym etapem badań naukowców mają być próby z łączeniem ze sobą dwóch różnych grup materiałów oraz zastosowanie z nimi domieszek zawierających cząstki metali.

Źródło: www.3dnatives.com