BNPLA:用于3D打印热和冷中子屏蔽的化塑料
Simon R Sebold1, Tobias Neuwirth2, Alessandro Tengattini3,4
1Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ), Technical University of Munich (TUM), Lichtenbergstr. 1, 85748, Garching, Germany. simon.sebold@frm2.tum.de.
Scientific reports
|August 20, 2024
概括
使用酸聚乳酸 (BNPLA) 丝进行3D打印,可实现定制的中子屏蔽. 这些材料具有良好的中子衰减和机械强度,适用于中子仪器仪表应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 中子物理学 中子物理学
背景情况:
- 化纤维制造 (FFF) 允许在没有加工专业知识的情况下实现复杂的几何形状.
- 将填充材料纳入FFF丝片可以定制塑料的特性.
- 可以添加吸收中子粒子来创建用于3D打印中子屏蔽的细丝.
研究的目的:
- 开发和合格的3D打印中子屏蔽材料使用六边形化 (h-BN) 和多乳酸 (PLA).
- 为了研究中子衰减,散射,微观结构和BNPLA纤维的机械性能.
- 将BNPLA材料与商用中子屏蔽丝进行比较.
主要方法:
- 制造和测试了两种具有不同h-BN度的BNPLA丝型 (BNPLA25和BNPLA35).
- 用中子成像和飞行时间小角度中子散射来表征中子衰减,不连贯的散射和微观结构.
- 拉力强度通过标准拉力测试来确定.
主要成果:
- 测量BNPLA材料的中子衰减与分析计算有很好的一致性.
- 大约6毫米 (8毫米) 的BNPLA35是冷 (热) 中子束传输所需的.
- 拉伸强度不受h-BN填充剂的影响,与纯PLA相比,不连贯的散射显著减少.
结论:
- BNPLA丝材适合3D打印具有任意几何形状的中子屏蔽组件.
- 在PLA中h-BN的非磨蚀性质允许在标准的FFF打印机上打印,经验最小.
- BNPLA提供了一种实用且易于使用的解决方案,用于开发中子屏蔽,用于诸如中子成像等应用.
更多相关视频
06:53Author Spotlight: Rapid Prototyping and Testing of Self-Expanding Nitinol Frames for Transcatheter Implantable Devices
Published on: March 7, 2025
335
10:52Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System
Published on: August 7, 2018
8.5K
