Революционна 4D технология за печат: форми, които се променят сами!

Революционна 4D технология за печат: форми, които се променят сами!

Адитивното производство постигна значителен напредък през последните години, особено в областта на 4D печата. Това се отнася до производството на активни структури с памет на формата, които могат да се контролират чрез специфични параметри на процеса. Те се отнасят до разтягане на материала, който е замръзнал, когато се охлади. Когато структурата се нагрява по-късно, те променят формата си. Изследователската област на 4D печата разкрива обещаващи възможности в различни индустрии, включително медицинска технология и космическото пространство. как ТУ Брауншвайг доклади, проект под егидата на DFG изследва влиянието на различни параметри върху промяната на формата на термопластичните полимери.

Структурите, създадени с памет на формата, могат да се променят под въздействието на външни стимули като температура, електрически полета или светлина, което позволява множество приложения в съвременните технологии. Термопластичните материали, които стават меки и ковки при нагряване, предлагат предимства, тъй като се втвърдяват отново без никакви химически структурни промени веднага щом бъдат охладени. За да осигурят надеждно поведение на паметта на формата, учените подложиха материала на термомеханични тестове.

Научни постижения и приложения

В проучване ETH Zurich изследва как могат да бъдат произведени 4D отпечатани структури с памет на формата. Това изследване е озаглавено „4D ауксетични структури, трансформиращи голяма форма“ и анализира програмируеми структури, които се разширяват и свиват, когато са изложени на топлина. Силно 3D печат Изследователите използват термовискоеластични метаматериали, които образуват сложни геометрични форми. Определени области на структурите могат да се разширят с до 200%. Това показва повишена пластичност в сравнение с предишни проучвания и подчертава потенциала на технологията за биомедицина, строителство и космонавтика.

Изключителна характеристика на 4D печата е възможността да се контролира конфигурацията на създадените структури без ръчни промени. Това отваря нови перспективи за приложение, особено за области на приложение, където електромеханичните тригери не са практични. Програмируемите структури също изискват по-малко пространство и поддържащи структури, което допълнително повишава ефективността на процеса на печат.

Разработка на материали и автоматизация

Освен иновативните материали в 4D принтирането, QLS технологията от Фабрика NXT обработката на устойчиви на висока температура материали като полиамид 613. Тази технология, която е специално разработена за напълно автоматично и неконтролирано адитивно производство, представлява допълнителен напредък, който улеснява прехода от прототипи към производство на малки и средни серии. Платформата QLS 350 използва патентован източник на лазерна светлина и е проектирана да увеличи значително производствения капацитет.

Сътрудничеството между Evonik и NXT Factory цели допълнително оптимизиране на ефективността на адитивното производство чрез комбиниране на иновативни материали и нови технологии. Evonik се превърна в лидер в производството на прахове от полиамид 12 за адитивни производствени технологии и планира да представи устойчивия на висока температура полимерен прах PA 613 през първото тримесечие на 2020 г.

В обобщение, развитието на 4D печата и напредъкът в технологията на материалите обещават широк спектър от приложения. От медицинските технологии до космическите пътувания, те отварят нови перспективи, които биха могли да разширят границите на предишните производствени технологии. Настоящите изследователски проекти и иновации в материалите са само началото на нова ера на адитивното производство.