Professor verwendet 4D-Drucktechnologie, um gebogene Verbundwerkstoffe ohne Formen herzustellen

In den letzten Jahren wurde die 4D-Drucktechnologie intensiv erforscht: Erst in dieser Woche entwickelten die Forscher des Dartmouth College eine 3D-druckbare Smart Ink, die Form und Farbe verändern kann, und sie nutzen die 4D-Drucktechnologie. Die anderen Teams, die Neues machen, sind anders: Suong Van Hoa, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Concordia University, verwendet die 4D-Drucktechnologie, um Verbundwerkstoffe herzustellen, die sich ohne Werkzeug selbst biegen lassen.

‚4D-Druck ermöglicht es uns, eine gekrümmten Verbundstrukturen zu machen, ohne Biegewerkzeug zu machen,‘ Hoa sagte: ‚Meine wichtigste Erkenntnis ist, dass die Menschen flexible Verbundmaterial machen können - mit hohen mechanischen Eigenschaften von langer, kontinuierlicher Faser, kann mehr erreichen schneller und wirtschaftliche. „in der Regel mehr Schritte in einer Blattfeder solchen Elemente für ein zusammengesetztes Bild erzeugt wird, das ein Lichtabsorptionsmittel in einem Fahrzeug ist., um das S-förmige Element, die S-förmige Form muss ein festes Material wie beispielsweise Metall zu erzeugen, Prozent. der erste Schritt wird dann ein Armierungsgewebe Prepreg-Harzsystem auf einer Form angeordnet wird ein Verbundelement zu bilden, aber die Hoa Drucktechnologie unter Verwendung von 4D-Komplex weggelassen Formen konstruiert werden kann.

"Der 4D-Druck von Verbundwerkstoffen nutzt die Schrumpfung des Matrixharzes und den Unterschied im Wärmeschrumpfungskoeffizienten der Schichten unterschiedlicher Faserorientierungen, was wiederum Formänderungen während des Härtens und Abkühlens aktiviert", sagte er. "Dieses Verhalten kann verwendet werden Teile mit gekrümmten Geometrien erfordern keine komplexen Formen, daher kann die Herstellung von gekrümmten Formen schnell und wirtschaftlich sein, jedoch hängt der Grad der Formänderung von den Materialeigenschaften, der Faserorientierung, der Stapelfolge und dem Herstellungsprozess ab.

Ein Teil von Hoas Studien beschäftigt sich damit, die anisotropen Eigenschaften der Verbundschicht neu zu überdenken: Anisotropie ist die Art und Weise, in der sich ein Material verhält, wenn es Belastungen entlang verschiedener Achsen ausgesetzt ist Die anisotrope Eigenschaft eines Materials misst, wie es sich in Bezug auf andere Faktoren verändert. Zum Beispiel kann eine Schrumpfung des Harzes zu einer Verformung des Materials führen, oder Temperaturänderungen können dazu führen, dass sich die Faser ausdehnt oder zusammenzieht. "Laut Hoa ist das Verstehen und Kontrollieren dieser Veränderungen der Schlüssel zur Herstellung gebogener Laminate für gekrümmte Formen.

Er sagte: "Anisotropie wurde in der Vergangenheit als eine Last betrachtet. Jetzt halte ich sie für einen Vorteil." Hoa glaubt, dass die Technologie in der Raumfahrt und anderen Bereichen angewendet werden kann. "Eine andere Anwendung ist wie Satelliten. Räumliche Struktur, diese Strukturen sind von extremen Temperaturschwankungen betroffen ", sagte er." Die Tagesstruktur kann geöffnet werden (wenn die Temperatur hoch ist), um Sonnenenergie zu sammeln und nachts zu schließen, um das Innere zu schützen. "

Quelle: 3D Tiger

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