技术:计算机为太空时代编织材料


北卡罗来纳州立大学(NCSU)的一名纺织工程师开发了一种编织机,可以为NASA将在即将到来的火星任务中使用的复合材料生产三维编织纤维目前,飞机和航天器中使用的许多复合材料都是手工制造的这台机器由一台计算机控制,将以当今成本的一小部分编织纤维在NCSU教授纺织工程的Ali El-Shiekh说,他的机器让他只需“按一下按钮,走开就可以创造任何形状和尺寸的三维编织材料”然后,美国宇航局将机器中的纤维与树脂结合起来,为其航天器制造复合材料尽管纺织工业多年来一直使用自动织机,但这些仅在两个方面起作用几十年来,人们一直在使用编织来制造三维零件,例如涡轮叶片,梭子上的一些耐热瓷砖和大型火箭喷嘴但是人们可以以每小时几厘米的速度制作这些辫子,这代表了它们的巨大成本现在我们可以在30秒内制作大约3厘米的编织物这些复合材料中使用的纤维包括碳 - 碳 - 环氧和碳 - 碳复合材料,陶瓷和凯夫拉尔 El-Shiekh的编织系统包括CAD(计算机辅助设计)软件,用于在个人计算机或工作站上设计产品,坐在控制计算机和编织机之间的接口卡,以及编织机本身计算机控制运动的顺序以及编织机中的纤维线轴以特定模式移入和移出的速度除初始螺纹外,该机器完全自动化手工编织的产品有缺陷,因为每小时几厘米的工作是如此繁琐,以至于工人会感到疲倦并犯错误 “我们希望看到东方地毯的缺陷,”El-Shiekh指出,“因为它证明它是手工制作的但我们不希望火箭喷嘴出现故障用我的机器制造的部件将完全一致“火星任务的隔热罩必须能够承受非常高的重返速度,El-Shiekh说:'它将以每小时25 000公里的重返速度进入因此,它必须承受强大的动态力量,但仍然是轻量级的“美国宇航局在NCSU的实验室花费约200万美元,开发编织机械和计算机,以及测试最终产品强度的机器 El-Shiekh预计,他的工作最终将使Du Pont和其他大型公司受益,这些大公司目前手工制作编织复合材料 '我们的机器是开放的,任何人都可以免费看到我发现建筑和汽车行业的复合材料具有巨大的潜力他说,更多用于发动机的部件很快将由复合材料制成,
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