کد : ١٣۶۵٠
تاریخ انتشار : ١٣٩٧/٠۶/٠۵
بازدید : ۵١

اولین چاپ 4D جهان برای سرامیک


یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه شهر هنگ کنگ (CityU) پیشرفت چشمگیری را در زمینه تحقیقات مواد با موفقیت در حال توسعه چاپ اول 4D جهان برای سرامیک، که به لحاظ مکانیکی قوی است و می تواند اشکال پیچیده داشته باشد، به دست آوردند. این می تواند یک بعد جدید در کاربرد ساختمانی سرامیک ایجاد کند.


اولین چاپ 4D جهان برای سرامیک
سرامیک دارای نقطه ذوب بالا است، بنابراین استفاده از لیزر معمولی برای ساخت سرامیک دشوار است. پیشرفت  های سرامیکی موجود با پرینت 3D، معمولا دشوار است، همچنین تولید سرامیک با اشکال پیچیده را مختل می کند.

برای غلبه بر این چالش ها، تیم CityU یک  "جوهر سرامیکی" ایجاد کرده است که ترکیبی از پلیمرها و نانوذرات سرامیکی است. چاپگرهای سرامیکی 3D چاپ شده با این جوهر نرم هستند و می توانند سه برابر بیشتر از طول اولیه خود کشش داده شوند. این پیش سازهای سرامیکی قابل انعطاف و قابل کشش  اشکال پیچیده را مانند اریگامی تاشو اجازه می دهد. با استفاده از حرارت مناسب، سرامیک با اشکال پیچیده می تواند ساخته شود.


این تیم توسط پروفسور لو جیان، معاون رئیس (پژوهشی و فناوری) و استاد رشته مهندسی مکانیک رهبری شد.با توسعه پیش سازهای الاستیک، تیم تحقیقاتی با توسعه یدو روش چاپ 4D از سرامیک، به یک پیشرفت دیگر دست یافت.

چاپ 4D چاپ معمولی 3D همراه با عنصر اضافی زمان به عنوان بعد چهارم است، که در آن اشیاء چاپ شده می توانند در طول زمان با شکل های خارجی مانند نیروی مکانیکی، درجه حرارت، یا میدان مغناطیسی دوباره شکل دهند یا خود را جمع کنند.

در این تحقیق تیم با استفاده از انرژی کششی ذخیره شده در پیش سازهای کشش برای شکل گیری می توان  استفاده کرد. هنگامی که پیش سازهای سرامیکی توسط کشش آزاد می شوند، آنها خود را تغییر می دهند. بعد از عملیات حرارتی، پیش سازها به سرامیک تبدیل می شوند.



 
سرامیک حاصل از الاستومردارای مکانیکی قوی است. آنها می توانند نسبت قدرت چگالی بالا به فشرده سازی  داشته باشند و می توانند در مقایسه با دیگر سرامیک های چاپ شده با اندازه های بزرگ با قدرت بالا باشند.

این تیم برای بیش از دو و نیم سال برای غلبه بر محدودیت مواد موجود و توسعه کلی سیستم چاپ 4D سرامیک تلاش کردند. در اولین روش شکل دهی، پیش ماده و سرامیک چاپ شده با چاپ 3D ابتدا با جوهر چاپ می شود. بستر با استفاده از یک دستگاه کشش دوجداره کشیده شد و اتصالات برای اتصال پیش ماده بر روی آن چاپ می شود. پیش ماده سپس روی بستر کشش قرار داده می شود. با کنترل کامپیوتری کنترل زمان و انتشار بستر کشش، مواد به شکل طراحی شده تبدیل می شود.

در روش دوم، الگوی طراحی شده به طور مستقیم بر روی پیش ماده سرامیک کشیده شده قرار داده می شود . سپس تحت کنترل برنامه نویسی کامپیوتری منتشر شد و فرآیند self morphing  انجام گیرد .

با استفاده از قابلیت شکل دهی سرامیک چاپ شده، امکان استفاده از آن بسیار زیاد است. یک برنامه امیدوارکننده برای دستگاه های الکترونیکی است. مواد سرامیکی در انتقال سیگنال های الکترومغناطیسی بسیار بهتر از مواد فلزی هستند. با ورود شبکه های 5G، محصولات سرامیکی نقش مهمی در تولید محصولات الکترونیکی بازی خواهند کرد. طبیعت هنری سرامیک و توانایی آنها برای شکل دادن به پیچیدگی ، پتانسیل مصرف کنندگان را برای طراحی صفحات پشتی تلفن همراه سرامیکی طراحی شده به صورت منحصر به فرد فراهم خواهد کرد.

علاوه بر این، این نوآوری را می توان در صنعت هواپیما و اکتشافات فضا استفاده کرد. از آنجایی که سرامیک یک ماده مکانیکی قوی است که می تواند دماهای بالا را تحمل کند، سرامیک چاپ شده 4D دارای پتانسیل بالایی برای استفاده در اجزای نیروی هوایی در زمینه هوافضا است.

منبع



برچسب: خبر پلیمری , سرامیک, چاپ 3 بعدی, چاپ چهار بعدی , جوهر سرلمیکی, polymer, plastic, elastomer, ceramic

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !