复合材料制作水瓶,美国人的新发明

 战场上或远程基地的士兵经常需要等待数周才能获得重要的替换部件。 现在,科学家们报告说,他们已经找到了一种方法,可以在战斗条件下数小时内制造出许多这些部件,使用水瓶,纸板和其他可回收材料作为3D打印的起始材料。 他们表示,这种“改变游戏规则”的进步可以提高运营准备程度,减少对外部供应链的依赖,提高安全性。
 
  近, 美国陆军研究实验室的美国海军陆战队上尉Anthony Molnar及其同事Zander探讨了使用再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料作为3D打印机原材料的可能性。 在水和苏打瓶中发现的PET塑料是基地周围常见的废料,研究人员意识到这种材料可能是一种可行的原料。 他们确定通过回收生产的PET长丝与3D打印机的商用长丝一样坚固和灵活。 在测试中,该团队使用回收的PET细丝打印车辆无线电支架,这是一个长时间的军用部件。 这个过程需要大约10个水瓶,大约需要两个小时才能完成。 初,研究人员确定其他类型的塑料,如聚丙烯(PP),用于酸奶或奶酪容器,或聚苯乙烯(PS),用于塑料器具,不适用于3D打印。 该团队没有被吓倒,他们试图通过将PP与军用基地上的纸板,木纤维和其他纤维素废料混合来制造新的复合长丝来加强PP。 此外,将非常脆的PS与韧性PP混合以产生坚固且柔韧的长丝。
 
  研究人员使用一种称为固态剪切粉碎的工艺来生成复合PP /纤维素长丝。 在该方法中,将切碎的塑料和纸,纸板或木粉在双螺杆挤出机中粉碎以产生细粉末,然后将其熔融加工成3D印刷长丝。 在使用动态力学分析进行测试后,科学家得出结论,新复合材料具有改进的机械性能,可用于制造强大的3D打印材料。 Zander的团队正在建造一个移动回收拖车,使经过特殊训练的士兵能够用塑料废物制造3D打印细丝。 她还在探索用塑料颗粒而不是长丝印刷材料的方法,这可以帮助士兵快速生产更大的3D打印零件和机械。