Lithoz collabora con MITRE sulla produzione additiva di trasduttori acustici subacquei

Lithoz, uno dei leader e pionieri nell’avanzata tecnologia di stampa 3D in ceramica, si sta mettendo a disposizione per sviluppare trasduttori acustici subacquei più avanzati per i sistemi di comunicazione. MITRE e MSI Transducers Corp stanno collaborando a questo progetto che mostra come la stampa 3D in ceramica stia emergendo come un’opzione chiave per il futuro dei sistemi di comunicazione, a terra e ora anche sott’acqua.

Attualmente, l’interesse per la comunicazione e il monitoraggio acustico subacqueo sta crescendo rapidamente man mano che un numero sempre maggiore di sistemi viene utilizzato in tutto il mondo. Le piattaforme di rilevamento subacquee compatte e autonome si affidano ai trasduttori acustici per la trasmissione e la ricezione di segnali in ambienti marini. Questi sistemi possono essere limitati alla carica della batteria e quindi criticamente limitati da trasduttori meno efficienti o sensibili. I trasduttori che utilizzano i compositi piezoelettrici come strato attivo mostrano efficienza e sensibilità migliorate, ma sono stati commercialmente limitati dai processi di fabbricazione che limitano le possibili geometrie del trasduttore a quelle che possono essere stampate o tagliate.

La produzione additiva può superare le carenze delle tecniche di produzione convenzionali per creare trasduttori con proprietà migliorate. È possibile ottenere una maggiore sensibilità attraverso la distribuzione spaziale del materiale stampato che sfrutta la capacità di AM di stampare vuoti e forme reticolari facilmente e in modo iterativo senza una riprogettazione costosa degli utensili. Tuttavia, la stampa ripetuta di queste forme utilizzando un materiale di riferimento non è stata ancora realizzata.

MITRE, un’organizzazione senza fini di lucro che opera attraverso i governi federali, statali e locali, nonché con industria e mondo accademico, non disponeva delle competenze e delle attrezzature per stampare materiale piezoelettrico, e quindi è stata stabilita una collaborazione a tra MITRE, MSI Transducers Corp e Lithoz-America, LLC. Questo accordo ha permesso a MITER di sviluppare e implementare un modello di trasduttore ad elementi finiti per progettare le geometrie per specifici vantaggi prestazionali. MSI ha portato sul tavolo un patrimonio di conoscenze sulla lavorazione, l’imballaggio e il collaudo dei materiali piezoelettrici. Lithoz ha contribuito con l’hardware AM e lo sviluppo di materiali allo sviluppo di materiali e geometrie piezoelettriche stampabili.

Il team di ricerca ha raggiunto il successo producendo e testando i primi campioni AM, che avevano misurato risultati materiali e piezoelettrici uguali o migliori dei materiali fabbricati in modo convenzionale. Questo successo è servito da importante pietra miliare del progetto e ha dato fiducia sul fatto che il materiale stampato potrebbe essere paragonato a quello convenzionale risultando così adatto ai trasduttori subacquei.

Il team ha iniziato poi a concentrarsi su nuove geometrie che avrebbero realizzato benefici prestazionali rispetto alle geometrie convenzionali. Le prime indicazioni basate su campioni preliminari suggeriscono che queste strutture saranno presto stampabili e aprendo le porte a nuove prestazioni mai raggiunte prima.