Prace badawczo-rozwojowe w zakresie doskonalenia kuloodpornych pancerzy ceramicznych koncentrują się wokół dwóch zasadniczych kwestii. Jedną z nich jest masa własna pancerza, mająca wpływ na mobilność, a drugą wytrzymałość, zwiększająca przeżywalność w warunkach bojowych.
W U.S. Army Research Laboratory opracowano technikę otrzymywania ceramicznej struktury, o większej wytrzymałości i mniejszej masie od stosowanych obecnie materiałów, otrzymywanych drogą prasowania na gorąco lub spiekania. Budowa struktury inspirowana jest twardą muszlą morskich ślimaków z rodziny słuchotek (haliotidae), zbudowaną z warstw malutkich płytek z węglanu wapnia, zachodzących na siebie. Pomiędzy warstwami płytek znajduje się lepkie białko, które w sytuacji pęknięcia muszli izoluje wstrząs i wypełnia powstałą szczelinę, a sąsiadujące płytki przesuwają się po jego powierzchni i zakrywają pęknięcie. Ten mechanizm analizowano już wcześniej pod kątem zastosowania w kuloodpornych materiałach ceramicznych. Obecnie w laboratorium ARL została opracowana technika uzyskiwania podobnej struktury za pomocą druku 3D z wykorzystaniem specjalnie przekonstruowanej drukarki. Jej układ dozujący składa się z dwóch strzykawek, zawierających dwie różne lepkie pasty ceramiczne, ze specjalnego przenośnika śrubowego i dyszy. Pozwala to na nadanie ceramice struktur warstwowych i gradientowych niemożliwych do uzyskania tradycyjnymi metodami.
arl.army.mil
