Zespół inżynierów z ORNL (Oak Ridge National Laboratory) opracował metodę fabrykacji kompozytowych struktur przestrzennych, inspirowaną tradycyjną japońską techniką origami i obtryskiem stosowanym w przetwórstwie tworzyw sztucznych.
Za bazę dla powstających struktur służy płaska tkanina z włókien nylonowych, czy też wstępnie nasączonych żywicą włókien szklanych lub węglowych. Ażurowe elementy wzmacniające aplikowane są poprzez ekstruzję kompozytowego, domieszkowanego włókami filamentu termoplastycznego (np. CF-ABS) lub termoutwardzalnego (na bazie żywic styrenowych czy epoksydowych). Tym samym, efekt podobny do obtrysku, realizowany jest bez użycia formy, za pomocą druku 3D.
W konstrukcji ażurowego szkieletu uwzględnione są nie tylko elementy usztywniające – obrzeża, żebra, pałąki, struktury lattice, lecz także linie gięcia, z odpowiednim wykończeniem krawędzi, umożliwiającym składanie przestrzennych konstrukcji z płaskich paneli.
W niektórych wypadkach prezentowana metodologia pozwala na uzyskanie rezultatów nie do osiągnięcia dla typowych drukarek 3D – ze względu na ograniczone rozmiary przestrzeni roboczej, a także trudnych i nieekonomicznych w przypadku formowania wtryskowego. W porównaniu do wtrysku, dzięki rezygnacji z przygotowania formy, odnotowano redukcję czasu produkcji o 95% i kosztów o 90%.
Jak wyjaśnia Steven Guzorek z ORNL, opracowana technologia może przyczynić się do upowszechnienia wytwarzania struktur kompozytowych, wszędzie tam, gdzie nie kalkuluje się produkcja form. Otwiera ona nowe możliwości konstrukcyjne, które mogą zapoczątkować nową klasę hybrydowych komponentów o szerokim zakresie potencjalnych zastosowań.
ornl.gov
