Tehnologie revoluționară de imprimare 4D: forme care se schimbă singure!

Tehnologie revoluționară de imprimare 4D: forme care se schimbă singure!

Fabricația aditivă a făcut progrese semnificative în ultimii ani, în special în domeniul imprimării 4D. Aceasta se referă la producerea de structuri active cu memorie de formă, care pot fi controlate de parametrii specifici de proces. Acestea se referă la o întindere a materialului, care este înghețat când se răcește. Când structura este încălzită ulterior, acestea își schimbă forma. Zona de cercetare a imprimării 4D deschide oportunități promițătoare în diverse industrii, inclusiv tehnologia medicală și aerospațială. Cum TU Braunschweig rapoarte, un proiect sub auspiciile DFG investighează influența diferiților parametri asupra modificării formei polimerilor termoplastici.

Structurile create cu memoria formei se pot modifica sub influența stimulilor externi precum temperatura, câmpurile electrice sau lumina, permițând numeroase aplicații în tehnologia modernă. Materialele termoplastice care devin moi și maleabile atunci când sunt încălzite oferă avantaje deoarece se întăresc din nou fără modificări chimice structurale de îndată ce sunt răcite. Pentru a asigura un comportament fiabil al memoriei formei, oamenii de știință au supus materialul la teste termo-mecanice.

Progrese și aplicații în cercetare

Într-un studiu, ETH Zurich a investigat modul în care pot fi produse structuri imprimate 4D cu memorie de formă. Acest studiu se intitulează „Large Shape Transforming 4D Auxetic Structures” și analizează structurile programabile care se extind și se contractă atunci când sunt expuse la căldură. Tare Imprimare 3D Cercetătorii folosesc metamateriale termoviscoelastice care formează forme geometrice complexe. Anumite zone ale structurilor se pot extinde cu până la 200%. Acest lucru arată o maleabilitate crescută în comparație cu studiile anterioare și evidențiază potențialul tehnologiei pentru biomedicină, construcții și aerospațial.

O caracteristică remarcabilă a imprimării 4D este capacitatea de a controla configurația structurilor create fără modificări manuale. Acest lucru deschide noi perspective de aplicare, în special pentru domeniile de aplicare în care declanșatoarele electromecanice nu sunt practice. Structurile programabile necesită, de asemenea, mai puțin spațiu și structuri de susținere, crescând și mai mult eficiența procesului de imprimare.

Dezvoltarea materialelor și automatizarea

Pe lângă materialele inovatoare din imprimarea 4D, tehnologia QLS de la Fabrica NXT prelucrarea materialelor rezistente la temperaturi înalte precum poliamida 613. Această tehnologie, care a fost dezvoltată special pentru fabricarea aditivă complet automată și nesupravegheată, reprezintă un progres suplimentar care facilitează trecerea de la prototipuri la producția de serie de dimensiuni mici și mijlocii. Platforma QLS 350 folosește o sursă de lumină laser patentată și este concepută pentru a crește semnificativ capacitatea de producție.

Colaborarea dintre Evonik și NXT Factory își propune să optimizeze în continuare eficiența producției aditive prin combinarea materialelor inovatoare și a noilor tehnologii. Evonik a devenit lider în producția de pulberi de poliamidă 12 pentru tehnologiile de fabricație aditivă și intenționează să introducă pulberea polimerică rezistentă la temperaturi înalte PA 613 în primul trimestru al anului 2020.

Pe scurt, evoluțiile în imprimarea 4D și progresele în tehnologia materialelor promit o gamă largă de aplicații. De la tehnologia medicală la călătoriile în spațiu, ele deschid noi perspective care ar putea extinde granițele tehnologiilor de producție anterioare. Actualele proiecte de cercetare și inovațiile materiale sunt doar începutul unei noi ere a producției aditive.