Revolutsiooniline 4D-printimise tehnoloogia: kujundid, mis muutuvad ise!

Revolutsiooniline 4D-printimise tehnoloogia: kujundid, mis muutuvad ise!

Lisandite tootmine on viimastel aastatel teinud märkimisväärseid edusamme, eriti 4D-printimise valdkonnas. See viitab kujumäluga aktiivsete struktuuride tootmisele, mida saab juhtida konkreetsete protsessiparameetritega. Need viitavad materjali venitamisele, mis jahtudes külmub. Kui konstruktsiooni hiljem kuumutatakse, muudavad need kuju. 4D-printimise uurimisvaldkond avab paljutõotavaid võimalusi erinevates tööstusharudes, sealhulgas meditsiinitehnoloogias ja kosmosetööstuses. Kuidas TLÜ Braunschweig aruannete kohaselt uurib DFG egiidi all olev projekt erinevate parameetrite mõju termoplastiliste polümeeride kuju muutumisele.

Kujumälu abil loodud struktuurid võivad muutuda väliste stiimulite, näiteks temperatuuri, elektriväljade või valguse mõjul, võimaldades arvukalt rakendusi kaasaegses tehnoloogias. Termoplastsed materjalid, mis muutuvad kuumutamisel pehmeks ja tempermalmist, pakuvad eeliseid, kuna need kivistuvad uuesti ilma keemiliste struktuurimuutusteta kohe pärast jahutamist. Usaldusväärse kujumälu käitumise tagamiseks katsetasid teadlased materjali termomehaanilisi katseid.

Teadustöö edusammud ja rakendused

Uuringus uuris ETH Zurich, kuidas saab toota kujumäluga 4D-prinditud struktuure. See uuring kannab pealkirja "Suure kuju muutvad 4D aukseetilised struktuurid" ja analüüsib programmeeritavaid struktuure, mis kuumuse mõjul laienevad ja kokku tõmbuvad. Valju 3D printimine Teadlased kasutavad termoviskoelastseid metamaterjale, mis moodustavad keerukaid geomeetrilisi kujundeid. Konstruktsioonide teatud alad võivad laieneda kuni 200%. See näitab varasemate uuringutega võrreldes suuremat vormitavust ja tõstab esile tehnoloogia potentsiaali biomeditsiinis, ehituses ja kosmosetööstuses.

4D-printimise silmapaistev omadus on võimalus juhtida loodud struktuuride konfiguratsiooni ilma käsitsi muutmata. See avab uusi rakendusvõimalusi, eriti rakendusvaldkondades, kus elektromehaanilised päästikud ei ole otstarbekad. Programmeeritavad struktuurid nõuavad ka vähem ruumi ja tugistruktuure, suurendades veelgi printimisprotsessi efektiivsust.

Materjaliarendus ja automatiseerimine

Lisaks uuenduslikele materjalidele 4D-printimises on QLS-tehnoloogia alates NXT tehas Kõrgtemperatuurile vastupidavate materjalide, nagu polüamiid 613, töötlemine. See tehnoloogia, mis töötati välja spetsiaalselt täisautomaatseks ja järelevalveta lisandite tootmiseks, on edasiminek, mis hõlbustab üleminekut prototüüpidelt väikese ja keskmise suurusega seeriatootmisele. QLS 350 platvorm kasutab patenteeritud laservalgusallikat ja on loodud tootmisvõimsuse oluliseks suurendamiseks.

Evoniku ja NXT Factory koostöö eesmärk on täiendavalt optimeerida lisaainete tootmise efektiivsust, kombineerides uuenduslikke materjale ja uusi tehnoloogiaid. Evonik on tõusnud liidriks polüamiid 12 pulbrite tootmises lisaainete tootmistehnoloogiate jaoks ning plaanib 2020. aasta esimeses kvartalis turule tuua kõrge temperatuurikindla polümeeripulbri PA 613.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et 4D-printimise areng ja materjalitehnoloogia areng tõotavad laia valikut rakendusi. Meditsiinitehnoloogiast kosmosereisideni avavad need uusi perspektiive, mis võivad laiendada varasemate tootmistehnoloogiate piire. Praegused uurimisprojektid ja materjaliuuendused on alles lisaainete tootmise uue ajastu algus.