L’Air Force Research Lab con CHESS per accelerare la certificazione delle strutture composite

Air Force Research Lab mira ad accelerare la certificazione delle strutture composite
AFRL e CHESS sfruttano la tecnologia beamline per analizzare le parti AM

Un team congiunto dell’Air Force Research Laboratory (AFRL) e Cornell High Energy Synchrotron Source (CHESS) stanno lavorando con partner industriali per accelerare la certificazione delle strutture composite realizzate utilizzando processi di produzione avanzati come la produzione additiva.

Lavorando attraverso la Materials Solutions Network (MSN) di CHESS, il team mirerà a stabilire la produzione composita come una “scienza esatta basata sulla fisica”. Ciò consentirà alla produzione composita di diventare più prevedibile e quindi più efficiente.

Il progresso nella certificazione composita sarà abilitato grazie a una struttura aggiornata di CHESS. Il nuovo sito fornirà gli strumenti necessari ai ricercatori AFRL e CHESS per realizzare progressi in materiali compositi, processi e progetti per parti aerospaziali e militari. L’obiettivo finale è quello di sbloccare tempi di consegna più brevi per la certificazione di materiali compositi e processi avanzati come la produzione additiva.


“La struttura è unica perché combina risorse e tecniche all’avanguardia basate sul sincrotrone con una missione esplicita per affrontare le sfide attuali ed emergenti della produzione avanzata”, ha spiegato Arthur Woll, direttore della sottofacilità MSN-C. “Questa combinazione di capacità e missione consente di assegnare la priorità ai progetti in MSN-C in base alla loro importanza nell’affrontare le sfide di produzione, piuttosto che la loro rilevanza per la borsa di studio accademica. Inoltre, CHESS è una delle sole cinque strutture al sincrotrone ad alta energia in tutto il mondo, il che lo rende particolarmente adatto ai tipi di misurazioni necessarie per affrontare queste sfide. “

La struttura aggiornata di CHESS è dotata di una serie di tecnologie all’avanguardia, tra cui una linea di raggi X per materiali strutturali (che utilizza raggi X ad alta energia per analizzare metalli, ceramiche e alcuni composti) e una linea di fascio di materiali funzionali (con energia inferiore, adatto per materiali morbidi come polimeri e compositi leggeri).

Le linee di luce consentono ai ricercatori di ispezionare la composizione materiale dei componenti strutturali in tempo reale. I sistemi, che sono in grado di osservazioni su scala atomica, raccolgono dati di misurazione preziosi, come la struttura del materiale, la qualità dell’interfaccia e le lacune, che a loro volta consentono al personale AFRL e CHESS di risolvere i problemi più rapidamente e ottenere un processo ripetibile.

“Siamo ora in grado di esaminare la cristallizzazione di materie prime e materiali compositi termoplastici durante la stampa 3D in tempo reale, con una risoluzione di un micrometro”, ha affermato il dott. Hilmar Koerner, capo del gruppo di ricerca della divisione Materiali strutturali di AFRL. “La mappatura dei dati morfologici dettagliati disequilibrati e dipendenti dal tempo delle resine e del riempitivo di rinforzo sulla storia del processo consentirà ai produttori di visualizzare dettagli precisi in poche ore o in pochi giorni anziché mesi e anni, consentendo loro di andare molto più rapidamente / decisioni no-go rispetto al passato. “

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