Los vehículos hipersónicos requieren materiales altamente resistentes, y los investigadores del Instituto de Investigación Aplicada de Purdue (PARI) están desarrollando nuevas técnicas de fabricación aditiva para imprimir en 3D cerámicas oscuras. Este material es capaz de soportar condiciones extremas en vuelos hipersónicos. Este avance permitirá fabricar componentes complejos a gran escala, optimizando la eficiencia y rendimiento de estas aeronaves de alta velocidad.
Cerámicas oscuras: resistencia y tecnología
Las cerámicas oscuras destacan por su alta resistencia a temperaturas extremas y su baja propensión a agrietarse o degradarse en entornos hipersónicos. Para fabricar estos componentes, el equipo de PARI utiliza impresoras 3D del Centro de Tecnología de Fabricación Avanzada Hipersónica (HAMTC).
Estas impresoras emplean procesamiento de luz digital (DLP), una técnica que proyecta luz ultravioleta sobre capas de lechada compuesta de polvo cerámico y resina, endureciendo progresivamente el material.
Aplicaciones en vehículos hipersónicos
Los componentes fabricados con cerámica oscura impresa en 3D desempeñan un papel esencial en la evolución de los vehículos hipersónicos, ya que deben soportar condiciones de operación extremas, como temperaturas superiores a los 2000 grados Celsius y presiones aerodinámicas intensas.
Gracias a su estructura altamente resistente, estas cerámicas permiten reducir el desgaste y mejorar la eficiencia aerodinámica de los componentes críticos, como las carcasas de misiles y los escudos térmicos de aeronaves.
Además, su capacidad para mantener la integridad estructural durante maniobras a alta velocidad las convierte en una alternativa confiable frente a materiales tradicionales, ofreciendo nuevas oportunidades para el desarrollo de tecnologías avanzadas en el ámbito de la defensa y la exploración aeroespacial.
Desafíos en la impresión 3D de cerámicas oscuras
Uno de los principales desafíos radica en la capacidad de absorción de la luz ultravioleta por parte de las cerámicas oscuras, lo que afecta la profundidad de curado y el tiempo de fabricación. Para superar este obstáculo, los investigadores han estado ajustando propiedades de resinas y aplicando tratamientos de superficie que optimizan la interacción del material con la luz.
El equipo de PARI también trabaja en la fase de posprocesamiento para evitar defectos estructurales en piezas de mayor tamaño, como la delaminación y el agrietamiento. Estos avances son fundamentales para la fabricación de componentes confiables a escala industrial.
Este proyecto es parte de una iniciativa financiada por el Programa de Ciencia y Tecnología de Manufactura de la Oficina del Secretario de Defensa, en colaboración con el Centro de Guerra de Superficie Naval y otras entidades. Con estas innovaciones, PARI fortalece el desarrollo de tecnologías hipersónicas, consolidando su liderazgo en materiales avanzados para la aeronáutica y defensa.
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Fuente y foto: Instituto de Investigación Aplicada de Purdue
