我國科學(xué)家3D打印火藥推進(jìn)劑，子彈速度可達(dá)到每秒420米

魔猴君  行業(yè)資訊   1570天前

我國西安現(xiàn)代化學(xué)研究所的研究人員使用SLA技術(shù)3D打印了一種功能性火藥推進(jìn)劑?；鹚幇愕奈镔|(zhì)是由光敏聚合物樹脂，RDX（高炸藥）和其他反應(yīng)性添加劑精心構(gòu)建而成的混合物。 3D打印推進(jìn)劑的初始槍支測(cè)試已經(jīng)獲得成功，槍口速度達(dá)到了致命的420m / s以上。

印刷和測(cè)試噴槍推進(jìn)劑。圖片來自XMCRI。

高速子彈

槍支推進(jìn)劑是子彈的主要能源，并且是高速子彈的驅(qū)動(dòng)力。在古老的黑火槍中，子彈通常以高達(dá)370m / s的槍口速度離開槍管。在現(xiàn)代步槍中，這個(gè)數(shù)字可能會(huì)超過1200m / s，但是任何超過70m / s的東西都會(huì)穿透人體皮膚。當(dāng)前，提高推進(jìn)劑的彈道效率和潛在破壞力的主要方法是增加燃燒面積或燃燒速率。通常通過使推進(jìn)劑發(fā)泡，涂覆推進(jìn)劑或?qū)⑺鼈儼b在選擇層中的殼體中來完成。研究人員認(rèn)為，僅用粒狀推進(jìn)劑填充圓柱狀外殼即可，但其能量釋放效率受到很大限制。因此，該團(tuán)隊(duì)著眼于3D打印，看看它是否可以帶來更大的沖擊。

3D打印槍推進(jìn)劑

實(shí)驗(yàn)的第一步涉及配制推進(jìn)劑，該推進(jìn)劑由三種主要成分組成。選擇光敏環(huán)氧丙烯酸酯作為芯材基質(zhì)，因?yàn)檫@證明了可固化性和粘度之間的出色平衡。接下來是爆炸性填充物，研究人員選擇了平均粒徑為25微米的RDX細(xì)粉。最終，Bu-NENA被用作高能增塑劑，它在不增加推進(jìn)劑粘度的情況下增加了推進(jìn)劑的總能量含量。

推進(jìn)劑的初步壓縮載荷試驗(yàn)。通過XMCRI拍攝的照片。

一旦確認(rèn)了新配制炸藥的紫外線安全性，小組3D就打印了一組薄盤，每個(gè)直徑約40mm。這些圓盤可以堆疊在一起以形成更長(zhǎng)的圓柱，類似于子彈殼的主體。每層的特征是帶有孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，厚約5mm。然后是大結(jié)局的時(shí)間–槍炮測(cè)試。將圓柱形的煙囪裝到30毫米的槍管中，并以200克的重物作為子彈，盡管200克的重物可能更接近微型炮彈。該團(tuán)隊(duì)在拉動(dòng)扳機(jī)之前，在槍管中設(shè)置了一個(gè)高速攝像頭和一個(gè)內(nèi)部壓力表。一旦煙霧消除，研究人員計(jì)算出相當(dāng)高的壓力指數(shù)值為1.46，槍口速度為420m / s，并計(jì)劃在以后的測(cè)試中增加試驗(yàn)箱的壓力。

3D打印的推進(jìn)劑盤彼此堆疊。通過XMCRI拍攝。

炸藥和可燃物的3D打印無疑是一個(gè)非常特殊的領(lǐng)域，但是它可能有其用途。今年早些時(shí)候，英國國防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開始著手開發(fā)3D打印爆炸裝置。該項(xiàng)目有望在降低物流成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)新的爆炸效果。

在澳大利亞的其他地方，詹姆斯·庫克大學(xué)（James Cook University）的研究人員考慮到的致命性應(yīng)用較少。科學(xué)家正在使用3D打印燃料為混合動(dòng)力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。該小組最終希望看到他們的燃料被用于低地球軌道衛(wèi)星任務(wù)。

來源：中國3D打印網(wǎng)