Zespół naukowców z Fraunhofer CPM znacznie rozszerzył swoje zalety, wykorzystując do produkcji drukowanych obiektów tzw. druk 4D. Nowo opracowana technologia druku 4D pozwala drukowanemu polimerowi na zmianę kształtu w określony sposób po podgrzaniu.

Części o określonych cechach behawioralnych

Stopień zmiany kształtu drukowanych przedmiotów jest ogromny: można je zmniejszyć nawet o 63%. W przyszłości technologia produkcji 4D może być wykorzystywana do wytwarzania części, które wykazują określone zachowanie dopiero po przyjęciu predefiniowanych kształtów, takich jak łączniks w montażu komponentów w branży medycznej, mechanicznej, motoryzacyjnej i lotniczej.

Ta technologia dodaje wymiar czasu lub wymiar 1D do wymiaru przestrzennego lub wymiaru 3D. W ten sposób można drukować obiekty za pomocą polimerów z pamięcią kształtu, które mogą zmieniać swój kształt w późniejszym czasie pod wpływem ciepła – i to w bardzo niezwykły sposób: próbka w kształcie pręta o długości około 4 cm. aż 63%. Możliwe jest również wykonanie określonych krzywizn w sposób celowy.

„Zaczęliśmy od stosunkowo prostych geometrii prętów, ale w końcu byliśmy w stanie wyprodukować bardziej złożone wydrążone cylindry i wydrążone prostopadłościany”, powiedział dr Thorsten Pretsch z Instytutu Polimerów Stosowanych im. Fraunhofera IAP, który pracuje nad koordynacją projektu Fraunhofer CPM . „Dla wszystkich zbadanych kształtów geometrycznych z góry określiliśmy wymagane zachowanie materiału”.

Dwa sposoby reagowania na wzrost temperatury

Generalnie istnieją dwa sposoby dostosowania reakcji na wzrost temperatury. Pierwszym z nich jest wybór materiałów - naukowcy opracowali tutaj nowy rodzaj termoplastycznego poliuretanu lub TPU z właściwościami pamięci kształtu. Zespół wykazał również, że odkrycia dotyczące drukowania 4D można również przenieść na inny polimer termoplastyczny: wytworzyli kurczliwe drukowane obiekty z biopolimerowego polimeru kwasu polimlekowego lub PLA.

Druga możliwość polega na sprytnym zarządzaniu procesem drukowania. „Kluczem jest to, że pozwalamy, aby materiał nie miał prawie czasu na ostygnięcie podczas procesu drukowania. W rezultacie w materiale przechowywane są silne naprężenia wewnętrzne. Wynikający z tego efekt skurczu jest bardzo oczywisty” – powiedział Prech. Krótko mówiąc, wybór materiałów, temperatura przetwarzania i prędkość drukowania mogą nie tylko dostosować skurcz, ale także stan gięcia.

Pierwszym krokiem projektu jest opracowanie materiałów i przeniesienie wyników badań z TPU do PLA. Drugim krokiem jest opracowanie demonstratora - mechanizmu otwierania drzwi, który chowa się po klamka tak, aby można go było obsługiwać łokciem bez dotykania go rękami. Demontaż jest prosty: przez ponowne podgrzanie; mechanizm otwierania drzwi jest oddzielony od klamki, nie pozostawiając żadnych pozostałości. Gdy obiekt do wydrukowania nie jest już potrzebny, można go zeszlifować i ponownie przetworzyć na filamenty, które przynajmniej raz można wykorzystać do druku 4D. „Koncepcja jest holistyczna i zorientowana na przyszłość. Przeszliśmy przez cały cykl produktu — od selekcji monomerów i syntezy polimerów do drukowania 4D demonstratora i jego mechanicznego recyklingu” — podsumował Pretsch.

Cztery Instytuty Fraunhofera wniosły swoją wiedzę specjalistyczną: Fraunhofer IAP zsyntetyzował polimery z pamięcią kształtu, rozwinął technologię druku 4D i przeprowadził recykling mechaniczny. Linda Weisheit z Instytutu Obrabiarek i Technologii Formowania im. Fraunhofera IWU opracowała koncepcję programowalnej sztywności materiału 4D. Instytut Matematyki Przemysłowej im. Fraunhofera ITWM przeprowadził symulacje matematyczne w celu zaprojektowania demonstratora.

„Na przykład zbadaliśmy, jak rozkłada się siła, gdy mechanizm otwierania drzwi jest obciążony. Chcieliśmy również dowiedzieć się, który projekt jest lepszy pod względem zużycia materiałów”, wyjaśnia dr Heiko Andrä. Właściwy test przeprowadzono w Instytucie Mechaniki Materiałów im. Fraunhofera IWM. „Na przykład pytanie brzmi, jaki moment obrotowy jest generowany, gdy mechanizm otwierania drzwi jest obciążony”, wyjaśnia dr Tobias Amann.

Link do tego artykułu: Nowa technologia druku 4D może zmieniać kształt w predefiniowany sposób, nawet do 63%

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjny, Aerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.