用于超音速飞机蒙皮的3D打印陶瓷

3D 打印陶瓷能够承受高达 1,700 摄氏度的高温，是制造新一代超音速飞机、火箭和航天器的完美材料。

3D打印陶瓷可承受1700摄氏度的高温。图片：yibana。

据探索新闻报道，美国科学家利用3D打印机制造出定制的陶瓷部件，这些部件超轻、耐用、绝缘性能好，而且不易破裂。这一成果或将开启新一代喷气式飞机的时代，其机身或发动机将采用陶瓷材料，能够在几小时内以超音速从纽约飞到东京。

“如果在空气中以大约10倍音速飞行，任何飞行器都会因摩擦而升温，”加州马里布HRL实验室高级研究员托拜厄斯·谢德勒（Tobias Schaedler）说道。“如果我们想要制造一种能够以高超音速飞行的飞行器，它的外壳必须完全由绝缘陶瓷制成。”

用陶瓷材料制造零件比塑料和金属更困难，因为它们不容易铸造或加工。根据1月1日发表在《科学》杂志上的一项研究，Schaedler及其同事发明了一种塑料配方，可以通过3D打印制成任何形状和尺寸的零件。

航天飞机在返回时，其外壳下使用了较旧的陶瓷材料来隔热，但这些陶瓷材料易碎，需要经常更换。图片来源：NASA。

“我们创造了一种类似聚合物的可打印陶瓷前体，一旦烧结，聚合物材料就会转化为陶瓷，”Schaedler 解释道。“烧结过程中会有一些收缩，但收缩很均匀，因此设计形状非常可预测。”

打印完成后，塑料部件会被烧结，变成一种高耐久性的固体陶瓷。这种陶瓷材料可承受高达1700摄氏度的高温，比其他同类材料耐用10倍。

在更重要的应用中，新方法可以生产卫星和火箭的许多特殊小部件，这些部件可以抵抗高速与空气摩擦产生的热量，以及起飞时废气产生的高温。

美国国防部国防高级研究计划局（DARPA）代表斯蒂芬妮·汤普金斯评论道：“这种方法让我们更接近成功制造更轻、更坚固、形状更复杂的材料的目标。”

据越南快报报道