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材料研究机构开发工具来加速复合材料认证
发布日期:2020-02-14  来源:AFRL  浏览次数:236
 
   CHESS的材料解决方案网络(MSN-C)是康奈尔高能同步加速器资源(CHESS;美国纽约州伊萨卡),空军研究实验室(AFRL;美国俄亥俄州代顿)的新研究机构,专注于加快先进复合材料结构的认证。
 
  根据项目合作伙伴的说法,该设施将实现航空航天和军事部件的材料,工艺和设计方面的突破。MSN-C的目标是推动复合材料制造成为可以快速预测和建模的精确科学,从而缩短新材料认证和难于加工的方法(例如增材制造)的认证时间。
 
  该设施包含两个新的X射线束线:能量较低的功能材料束线和能量较高的结构材料束线。结构材料光束线使用高能X射线了解在使用和加工条件下复合材料,陶瓷和金属的内部结构不断变化。
 
  功能材料束线设计用于在加工过程中以及在实际负载条件下分析软材料,例如用于轻质结构部件和有机电子产品的有机分子和聚合物基材料以及复合材料。光束线使制造商和研究人员可以实时和原子级地观察结构部件的材料,例如用于DOD技术的旋转系统的固定部分或用于有限寿命应用的增材制造的产品。通过获取有关间隙和界面质量的有形测量数据(例如材料结构),可以更快地消除问题和过程,并完善质量控制和一致性。
 
  这项研究旨在增进对使用实时,高分辨率图像的复合材料制造的理解。另外,据称束线可以揭示固结过程(例如冲压和增材制造)对热塑性和热固性复合材料的加工效果和变化。
 
  MSN-C子设施主管Arthur Woll表示:“该设施之所以独特,是因为它将先进的基于同步加速器的资源和技术结合在一起,明确地承担了应对先进制造业当前和新兴挑战的使命。”“功能与使命的结合使MSN-C的项目能够优先考虑其应对制造挑战的重要性,而不是与学术奖学金的相关性。此外,CHES是全球仅有的五个高能同步加速器设施之一,使其特别适合应对这些挑战所需的各种测量。”
 
  AFRL结构材料部门负责人Hilmar Koerner博士说:“现在,我们能够以1微米的分辨率实时查看3D打印过程中热塑性原料和复合材料的结晶情况。”“将树脂和增强填料的详细的不平衡和随时间变化的形态数据映射到过程历史记录中,将使制造商可以在数小时至数天(而不是数月和数年)内看到详细的细节,与过去相比使他们可以更快地做出进行生产/不生产的决定。”
 
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