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3D打印技术给飞机叶片“穿”上传感器

2015-12-07 08:54
小鱼时代
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  “保养喷气式飞机是非常昂贵和耗时的,尤其是叶片的疲劳度监测,但如果像人穿戴移动式健康设备一样的实时监测其叶片运转情况呢?通过3D打印传感器提供这种可能,这些传感器安装到航空航天组件上可以帮助优化维护保养喷气式飞机的过程。”

  Optomec气溶胶喷射技术

  Optomec气溶胶喷射技术使得斯旺西大学的研究人员可以直接打印应变和光学蠕变传感器,用在喷气发动机的压缩机叶片表面上。使用激光检测系统和光学测量的传感器,研究人员能够确定一个组件的蠕变程度在10纳米以内。威尔士打印和涂层中心研究人员(WCPC)认为这使得叶片的状况可以被监测,且提高燃油效率以及提高发动机运行温度。

3D打印技术给飞机叶片“穿”上传感器  

3D打印过程(威尔士打印和涂层中心)

  打印传感器的过程开始于用雾发生器雾化纳米银导电墨水,先是通过流空气动力学诱导沉积头,产生鞘气环状流。通过喷嘴对准基板以同轴流量集中喷射。材料的图案是通过数控命令来完成的,而在基板保持固定的同时,沉积头和基板之间的距离保持不变,以确保的材料准确的沉积。

  3D打印技术给飞机叶片“穿”上传感器

3D打印蠕变传感器。(威尔士打印和涂层中心)

  油墨沉积后,再经过热处理,使得传感器具有正确的导电性和机械性能。另外局部处理是可能的,使用激光处理工艺,允许使用的材料具有非常低的温度公差。最终的结果是高质量的薄膜,细如10纳米的边缘定义带来高性能的表现。

  温度限制

  虽然WCPC研究人员正在使用纳米银油墨,这种材料到250摄氏度的时候是稳定的,他们也正在开发的纳米铂墨水高温构件(1200摄氏度)。如果获得成功将具有十分的意义,因为传感器的温度限制是航空航天工业的一个主要问题。

  3D打印技术给飞机叶片“穿”上传感器

3D打印打印传感器(威尔士打印和涂层中心)

  目前这些3D打印的传感器可以用于低压涡轮叶片上,但不能用在高压涡轮叶片。高压涡轮位于燃烧器的下游,所以承受温度的最大。低压涡轮机的热量较少,压气机叶片更少,所以3D打印的传感器可用于这些低压组件上。通过传感器监测他们的压力和蠕变的程度,当然其实高压涡轮机叶片更需要这样的监测,因为他们的压力和蠕变更大。

  REVIEW

  随着物联网的发展,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络,现实世界数位化,将运输和物流领域、健康医疗领域范围、智能环境(家庭、办公、工厂)领域、个人和社会领域等实现互联。感应器的技术发展在促进物联网的发展中占据不可忽视的作用。

  传感器将被广泛应用到如汽车,消费电子,工业自动化,电信,建筑自动化,航空航天和国防,医疗,铁路领域。尤其是在消费类电子设备领域需求潜力很大,如移动电话,媒体播放器,智能电视,家庭影院系统,数码相机,洗衣机,可穿戴设备,游戏设备等。

  Optomec的技术由于其独特性或将在传感器领域大有作为。目前,通用电气旗下的GE Ventures以及欧特克旗下的Autodesk Spark Investment Fund已经投资了Optomec的技术。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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