Despre proiect
Tehnologia principala care va fi realizata in acest proiect este tiparirea cu jet de cerneala reactiva, care va face posibila prototiparea rapida (PR) a unor compozite termorigide noi din rasini epoxi-poliaminice. Tehnologia va permite nu numai prototiparea componentelor cu forma complexa fara sa fie necesara turnarea sau prelucrarea ulterioara, dar mai ales un control al microstructurii. Vom dezvolta intr-o activitate de pionerat materiale epoxi eterogene, continand subdomenii multiscala moi si rigide, avand o distributie spatiala care va fi proiectata prin modelare astfel incat sa fie marita tenacitatea materialului, fara a fi redusa rezistenta si rigiditatea. Nanoparticulele functionalizate vor fi plasate in anumite locatii, fie pentru a produce o rigidizare, fie pentru a mari disiparea energiei. Cercetarea va largi domeniul de aplicare al materialelor epoxidice, va duce la dezvoltarea unei noi tehnologii de prototipare a materialelor termorigide si va introduce concepte noi de proiectare a materialelor pentru diferite aplicatii.
Producția aditivă a fost dezvoltată pentru a produce forme arbitrare rapid la costuri mai mici decât tehnicile de prototipare anterioare, cum ar fi turnarea prin injecție, turnarea sau prelucrarea pieselor. Tehnologia de bază care urmează să fie dezvoltată în cadrul proiectului este imprimarea reactivă cu jet de cerneală ca tehnologie pentru a permite fabricarea aditivă a noilor compozite termorezistente pe bază de rășini epoxi-poliamine. Imprimarea reactivă cu jet de cerneală permite depășirea problemelor asociate cu durata de viață și schimbarea treptată a proprietăților cernelurilor termorezistente, cum ar fi vâscozitatea și tensiunea superficială, care practic exclud jeturile cu capete de imprimare standard. Componentele separate ale rășinii sunt stabile, chiar și la temperaturi ridicate, iar amestecarea lor reactivă are loc numai după depunerea pe substrat. Un punct unic de vânzare al imprimării reactive cu jet de cerneală este în posibilitatea de a fabrica părți structurate întregi cu mai multe scale , în special materiale degradate care combină „fără probleme” materiale cu proprietăți diferite într-un singur obiect tipărit. Într-un aspect, mecanica poate fi reglată la un nivel de micrometru, permițând prezența structurilor vecine mai dure și mai moi, care în acest caz pot fi realizate prinajustarea raportului de amestecare molar al bazei epoxidice și al întăritorului, conducând la materiale cu densități diferite de reticulare la micro sau mezoscală. În al doilea aspect, diferite regiuni macroscopice ale unei singure părți imprimate pot prezenta proprietăți diferite, realizând conceptul de proiectare a „ structurii pentru scopuri ”. Important, în ambele cazuri există o tranziție de gradient „lină” între regiunile separate și se evită prezența unor interfețe macroscopice puternice, care altfel ar putea duce la formarea de fisuri sau alte tipuri de defecțiuni mecanice la solicitări mari.
Un alt avantaj al imprimării cu jet de cerneală este posibila încorporare a nanofillers , adică într-una dintre cerneluri, pentru a obține materiale compozite nanofill. Prin utilizarea particulelor de umplutură monodisperse funcționalizate cu grupuri fotoactive, proprietățile mecanice ale compozitelor pot fi structurate în continuare prin utilizarea iradierii tipărite, conducând la regiuni separate cu interfețe puternice și slabe între nanoparticulele de umplutură și matricea epoxidică. Cele două tipuri de materiale de umplutură vor avea roluri diferite: cele cu interfețe puternice vor spori rezistența și modulul, în timp ce cele cu interfețe slabe vor fi utilizate pentru a spori rezistența și pentru a opri creșterea fisurilor.
Scopul principal al proiectului este să demonstreze conceptul de imprimare reactivă cu jet de cerneală în prepararea compozitelor structurate pe mai multe dimensiuni epoxi-amină și, prin urmare, să permită tehnologiei să fie utilă în imprimarea 3D. Suntem convinși că realizarea conceptului nostru va fi un pas semnificativ înainte în fabricația aditivă în ansamblu, lărgind gama materialelor de tipărit 3D de la rășini acrilat fotopolimerizabile la rășini epoxi reticulate, pentru a beneficia de proprietăți mecanice, termice și electrice îmbunătățite.