Ingenjörer har alltid älskat att använda keramiska delar. De är slitstarka, lätta att använda och enklast att hantera dem. Perfekt för att tillverka delar av flygplan eller raketer. Således är exempelvis värmesköldsplattor på pendeln alltid gjorda av keramik.
Denna upptäckt kan öppna en ny dörr till en helt ny klass av keramiska flygmotorer. Kanske till ett hypersonisk flygplan som kan flyga från New York till Tokyo om några timmar.
"Om du rör dig mycket snabbt, cirka 10 gånger snabbare än ljudets hastighet i atmosfären, kommer något fordon att värmas upp enormt på grund av luftfriktion", säger Tobias Schadler, seniorforskare vid HRL Laboratories i Malibu, Kalifornien. "Folk vill bygga luftmotståndskraftiga fordon, och för det behöver de en ny typ av keramik för att skapa hela fordonets kuvert."
Schadler och hans kollegor från HRL uppfann en innovativ hartsformel som kan användas vid 3D-utskrift av föremål med nästan vilken form och storlek som helst. Det tryckta hartset kan användas som grund för komponenten med hög hållfasthet. Det resulterande materialet kan motstå ultrahöga temperaturer över 1700 grader (3092 Fahrenheit), vilket är 10 gånger högre än möjligheten för liknande material.
I detta avseende är det mycket svårare att arbeta med keramik än med plast eller metall, eftersom det inte kan behandlas så enkelt. Detta faktum noterade Schadler, som är författare till denna nya studie.
Men forskarlaget kunde räkna ut hur man lurar keramiken och får dem att arbeta för sig själva.
"Vi har ett förframgjort keramiskt harts som kan skrivas ut som en polymer. Det finns viss materialkrympning, men mycket likformig, så att du kan förutsäga det."
Den övergripande bilden är följande: den här metoden kan hjälpa designers och designers av raketer och satelliter som dessutom skapar en hel del speciella små delar som tål värme. Det uppstår vid körning med hög hastighet.
Keramisk aluminiumoxid används i en ny jonmotor. Dess el används för att värma upp gasen och generera joner. "Keramik är väldigt bra om ditt mål är att minska maskinramens slitage," sa Schadler.
Pentagon-grenen finansierar olika projekt för att upptäcka nya sätt att skapa ljusare, starkare och mer värmebeständiga material för flyg och militär applikationer.
"Metoden som beskrivs på dessa papper leder oss till att nå de nödvändiga materialegenskaperna som vanligtvis inte hittas tillsammans. Till exempel styrka och låg densitet eller liten massa och stor detaljstorlek", säger Stephanie Tompkins, chef för försvarsforskning i avancerad försvarsforskning .
Om du räknar ut hur man gör anpassade 3D-tryckta delar från keramik kommer det att bli ett jätte vetenskapligt genombrott som hjälper till att skapa nya gasverk, gasmotorer och mer.
