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Los ingenieros utilizan una técnica de impresión 3D que agiliza la producción de materiales energéticos


La impresión 3D y la impresionante variedad de tecnología que la respalda están cambiando nuestra percepción fundamental sobre los límites de los materiales y la fabricación, y cada nueva aplicación audaz amplía aún más las posibilidades.

De alcance increíblemente diverso, van desde innovaciones mejoradas en cirugía reconstructiva hasta plataformas de impresión 3D de metal que prometen tener un impacto profundo en la industria automotriz.

Ahora, los investigadores están empleando la tecnología para producir materiales energéticos:

(1) más rápido y seguro,

(2) de una manera que crea un impacto ambiental más leve y, lo más importante,

(3) de una manera más precisa y rentable que con los métodos tradicionales.

Los materiales energéticos incluyen una variedad de creaciones, algunas de las cuales incluyen explosivos, pirotecnia y materiales envolventes.

La Universidad Purdue incluso organiza una cumbre bienal para las partes interesadas en el ámbito académico, la defensa y la seguridad para discutir su potencial.

Empleando un método novedoso

Dirigido por el profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Purdue, Jeffrey Rhoads, y Emre Gunduz, ex profesor asistente de investigación de Purdue, el equipo ideó una técnica que esencialmente permite que el impresor produzca materiales similares a la arcilla con una consistencia espesa y pegajosa.

Específicamente, TresSe emplearon impresoras piezoeléctricas. Fueron creados con el objetivo de "evaluar en base a su robustez a la carga energética de sólidos de tinta, la confiabilidad de la formación de gotas, la degradación de la calidad de las gotas con el tiempo y el desempeño energético del material depositado".

Con cada ronda de impresión, se utilizó nanotermita de óxido de aluminio y cobre (II) y, en el proceso, los investigadores pudieron crear algo parecido a una operación de línea de montaje.

Rhoads lo describió de manera muy colorida: "Es como la imprenta Play-Doh del siglo XXI".

"Hemos demostrado que podemos imprimir estos materiales energéticos sin vacíos, lo cual es clave", dijo Rhoads también al evaluar los resultados.

"Los vacíos son malos en los materiales energéticos porque normalmente conducen a quemaduras inconsistentes, a veces catastróficas".

Los beneficios siguen acumulándose

Otra área en la que la técnica rindió frutos para el equipo fue permitirles producir los materiales sin el uso de solventes para obtener resultados viscosos, lo que también, a su vez, agrega validez a los objetivos de seguridad del equipo.

"Algunos de estos procesos usan literalmente una tonelada de solventes que no necesitamos", dijo Rhoads, subrayando el mayor nivel de eficiencia que garantiza el proceso.

Combinar la investigación y los objetivos de la industria

Con el fin de crear la mejor plataforma para su trabajo, el equipo decidió embarcarse en una startup, denominada Next Offset Solutions Inc. con el fin de contar con las instalaciones necesarias para llevar a cabo su trabajo.

Las capacidades de operación remota de la configuración de la impresora también otorgan a los investigadores una mayor flexibilidad y aumentan aún más la seguridad.

"No es necesario que haya una persona que interactúe con el sistema. Esa es una gran ventaja desde el punto de vista de la seguridad", explicó Rhoads.

En otras palabras, los científicos realmente han acertado, tanto en términos de lograr sus objetivos de investigación como de mostrar lo que puede hacer la impresión 3D.

Los detalles sobre el estudio aparecen en un artículo, titulado "Materiales energéticos depositados selectivamente: un estudio de viabilidad de la impresión de inyección de tinta piezoeléctrica de nanotermitas", que se publicó por primera vez en agosto en el Fabricación aditiva diario.


Ver el vídeo: Impresión 3D desde los prototipos hacía la producción en serie (Enero 2022).