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Los investigadores desarrollan una forma segura de imprimir explosivos en 3D


La fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D) seguirá siendo una de las formas más importantes en que los ingenieros buscan construir diseños y materiales cada vez más complejos. Pero un grupo de ingenieros simplemente utilizó el proceso para crear algo verdaderamente único. Un equipo de investigadores de la Universidad de Purdue acaba de crear una forma de poner materiales como termitas y nanotermitas en un explosivo mediante la fabricación aditiva.

En resumen, esto significa que los materiales energéticos como explosivos y pirotecnia ahora pueden imprimirse en 3D de manera potencialmente segura.

El grupo de siete investigadores utilizó sus conocimientos de energía con sistemas de deposición por inyección actualizados para crear un nuevo tipo de impresora, una que sea capaz de colocar dos sustancias en un lecho de sustrato en un orden particular y muy específico.

Los materiales inertes se combinan para formar una nanotermita, una sustancia hecha de nanopartículas que no libera su alta energía sin encenderse o por otro estímulo.

La estudiante de doctorado Allison Murray fue una pieza clave en la construcción de la impresora 3D capaz de imprimir cuidadosamente materiales de nanotermitas. A diferencia de otros estilos de impresoras 3D, la impresora de Murray optó por una boquilla fija y una plataforma móvil debajo en lugar de una boquilla móvil. Según Murray, la plataforma (o el "escenario") puede moverse con solo una micra de precisión.

También dijo que el proyecto combinó dos campos de interés aparentemente no relacionados para crear un resultado sorprendentemente funcional.

"Los materiales energéticos son un campo bastante conocido, y también lo es la fabricación aditiva", dijo Murray. "Lo que es único en este proyecto es la intersección de esos dos campos y poder depositar materiales energéticos de forma segura con este nivel de precisión".

Las muestras impresas en 3D de nanotermita se encendieron y se activaron como parte de la investigación. El equipo pudo "hacer estallar" sus creaciones para analizarlas. Cada muestra se disparó eléctricamente. Los investigadores utilizaron imágenes térmicas de alta velocidad, así como microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) para ver cuán poderosas eran sus creaciones impresas.

"Se quema a 2.500 Kelvin [más de 4.000 grados Fahrenheit]", dijo Murray. "¡Genera mucho empuje, mucho calor y produce una onda de choque fuerte y agradable!"

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El equipo dijo que espera que el trabajo pueda probar la utilidad y viabilidad de usar una impresora de inyección de tinta reactiva como una forma de colocar materiales energéticos en construcciones más grandes. El equipo de Purdue dijo que esto abre las puertas para "un manejo de materiales más seguro y el desarrollo de una amplia gama de materiales energéticos que anteriormente se consideraban incompatibles con la impresión de inyección de tinta".

"Es una característica definitoria de Purdue que profesores de orígenes tan diferentes puedan trabajar juntos en un proyecto como este", dijo el profesor Jeffrey Rhoads, supervisor de Murray. "Podemos combinar todas nuestras experiencias para colaborar en tecnologías que antes no eran realizables".

Los resultados en sí mismos también pueden mostrar cómo se puede combinar la ingeniería micro-mecánica con otros campos aparentemente no relacionados. La investigación adicional, según el equipo, analizará cuánto impacto tiene la forma de la deposición en la producción de energía general y el rendimiento del material.

El documento completo se puede encontrar en el Revista de física aplicada.


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