Μόλις αυτή την εβδομάδα, ερευνητές στο Dartmouth College ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο εκτυπώσιμο έξυπνο μελάνι που μπορεί να αλλάξει σχήμα και χρώμα. Διαφέρουν από άλλες ομάδες που χρησιμοποιούν τεχνολογία 3D εκτύπωσης για να κάνουν νέα πράγματα. Ο Suong Van Hoa, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων, Βιομηχανικής και Αεροδιαστημικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου Concordia, χρησιμοποιεί τεχνολογία 4D εκτύπωσης για να κατασκευάσει σύνθετα υλικά που μπορούν να λυγίσουν μόνα τους χωρίς τη χρήση καλουπιών.

«Η εκτύπωση 4D μας επιτρέπει να κατασκευάζουμε καμπύλες σύνθετες δομές χωρίς να χρειάζεται να φτιάχνουμε καμπύλα καλούπια», είπε ο Hoa. «Το βασικό μου εύρημα είναι ότι οι άνθρωποι μπορούν να κατασκευάσουν καμπύλα σύνθετα υλικά-μακριές συνεχείς ίνες με υψηλές μηχανικές ιδιότητες, οι οποίες μπορεί να είναι ταχύτερες και πιο οικονομικές».

Γενικά, απαιτούνται πολλά βήματα για την κατασκευή εξαρτημάτων όπως τα σύνθετα φυλλοειδή ελατήρια, τα οποία είναι ελαφριά αμορτισέρ στα οχήματα. Για να κατασκευαστούν εξαρτήματα σε σχήμα S, τα καλούπια σε σχήμα S πρέπει να είναι κατασκευασμένα από στερεά υλικά όπως το μέταλλο. Το ενισχυμένο ύφασμα που είναι προεμποτισμένο με το σύστημα ρητίνης τοποθετείται στη συνέχεια στο καλούπι για να σχηματίσει ένα σύνθετο μέρος. Ωστόσο, ο Hoa είπε ότι η χρήση της τεχνολογίας 4D εκτύπωσης μπορεί να παραλείψει τα αρχικά βήματα της κατασκευής πολύπλοκων καλουπιών.

«Η 4D εκτύπωση σύνθετων υλικών εκμεταλλεύεται τη συρρίκνωση της ρητίνης μήτρας και τη διαφορά στους συντελεστές θερμικής συρρίκνωσης των στρωμάτων με διαφορετικούς προσανατολισμούς ινών, ενεργοποιώντας έτσι τις αλλαγές στο σχήμα κατά τη σκλήρυνση και την ψύξη», είπε. "Αυτή η συμπεριφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξαρτημάτων με καμπύλες γεωμετρίες χωρίς την ανάγκη περίπλοκων καλουπιών. Επομένως, η κατασκευή καμπυλωτών σχημάτων μπορεί να είναι γρήγορη και οικονομική. Ωστόσο, ο βαθμός αλλαγής σχήματος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υλικού, τον προσανατολισμό των ινών και τη στοίβαξη. Ακολουθία στρωμάτων και διαδικασία κατασκευής."

Μέρος της έρευνας του Hoa περιλαμβάνει την επανεξέταση των ανισότροπων ιδιοτήτων του σύνθετου στρώματος. Ανισοτροπία είναι το πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό όταν υποβάλλεται σε φορτία κατά μήκος διαφορετικών αξόνων. Η ανισότροπη ιδιότητα ενός υλικού είναι ένα μέτρο του τρόπου με τον οποίο αλλάζει σε σχέση με άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, η συρρίκνωση της ρητίνης μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση του υλικού ή οι αλλαγές θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσουν διαστολή ή συστολή των ινών. Σύμφωνα με τον Hoa, η κατανόηση και ο έλεγχος αυτών των αλλαγών είναι το κλειδί για την κατασκευή κυρτών ελασμάτων για κάμψη καλουπιών.

Είπε: "Η ανισοτροπία θεωρούνταν πάντα ως βάρος στο παρελθόν. Τώρα τις βλέπω ως πλεονέκτημα".

Ο Hoa πιστεύει ότι η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί στην αεροδιαστημική και σε άλλους τομείς.

«Μια άλλη εφαρμογή είναι οι διαστημικές δομές όπως οι δορυφόροι, οι οποίοι επηρεάζονται από ακραίες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας», είπε. «Η κατασκευή μπορεί να ανοίξει κατά τη διάρκεια της ημέρας (όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή) για να συλλέξει ηλιακή ενέργεια και να κλείσει τη νύχτα για να προστατεύσει το εσωτερικό της».

Πέρυσι, ο Hoa έγινε ο πρώτος Καναδός που διορίστηκε ως μέλος της American Composites Association. Δημοσίευσε τα ερευνητικά του αποτελέσματα σε μια εργασία με τίτλο «εξαιρετικές συνεισφορές στην κοινότητα των σύνθετων υλικών μέσω έρευνας, πρακτικής, εκπαίδευσης και υπηρεσιών».

Σύνδεσμος σε αυτό το άρθρο: Η 4D εκτύπωση δημιουργεί καμπύλα σύνθετα υλικά χωρίς καλούπια

Δήλωση επανεκτύπωσης: Εάν δεν υπάρχουν ειδικές οδηγίες, όλα τα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο είναι πρωτότυπα. Υποδείξτε την πηγή για την επανέκδοση: https://www.cncmachiningptj.com

Η PTJ® είναι ένας εξατομικευμένος κατασκευαστής που παρέχει μια πλήρη σειρά ράβδων χαλκού, μέρη ορείχαλκου και μέρη χαλκού. Οι κοινές διαδικασίες κατασκευής περιλαμβάνουν το τυφλό, το ανάγλυφο, τη χαλκουργία, υπηρεσίες wire edm, χάραξη, σχηματισμός και κάμψη, αναστατωμένος, καυτός σφυρηλάτηση και συμπίεση, διάτρηση και διάτρηση, κύλιση και ραβδισμό νήματος, διάτμηση, μηχανική κατεργασία πολλαπλών ατράκτων, εξώθηση και σφυρηλάτηση μετάλλων και σφράγιση. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν ράβδους διαύλου, ηλεκτρικούς αγωγούς, ομοαξονικά καλώδια, κυματοδηγούς, εξαρτήματα τρανζίστορ, σωλήνες μικροκυμάτων, κενούς σωλήνες καλουπιού και μεταλλουργία σε σκόνη δεξαμενές διέλασης.

Πείτε μας λίγα λόγια για τον προϋπολογισμό του έργου σας και τον αναμενόμενο χρόνο παράδοσης. Θα σχεδιάσουμε μαζί σας στρατηγική για να παρέχουμε τις πιο οικονομικές υπηρεσίες για να σας βοηθήσουμε να πετύχετε τον στόχο σας, Είστε ευπρόσδεκτοι να επικοινωνήσετε μαζί μας απευθείας ( sales@pintejin.com ).