پل های خرپایی شبکه مانند، ساختمان های لانه زنبوری و بافت استخوانی متخلخل. دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم مملو از ساختارهای مشبک لانه زنبوری مصنوعی یا طبیعی است. مواد با ساختار مشبک به دلیل مزایایی که در خواص حرارتی، الکتریکی و نوری دارند و به عنوان مواد بالقوه سبک وزن مورد توجه مردم قرار گرفته اند. بنابراین علاوه بر نقش سبک وزن، آیا ارزش های تجاری دیگری وجود دارد که به همان اندازه مهم هستند اما به راحتی می توان آنها را نادیده گرفت؟

در این راستا، Incase از 20 پلتفرم چاپ سه بعدی Carbon برای طراحی و تولید دستگاه های حفاظتی پیشرفته تر از دستگاه های تلفن همراه استفاده می کند. این اولین راه حل حفاظتی دستگاه موبایل طراحی ساختار پیچیده الاستومری جدید چاپ سه بعدی صنعت است. مشاهده می شود که در محصولات تجاری، حفاظت بافر بسیار مهم است، اما ما از آن غفلت کرده ایم. بیایید نگاهی دقیق‌تر به چشم‌انداز تجاری غیرمعمول ساختار شبکه، به‌ویژه ساختار شبکه‌ای میکرو بیندازیم.

استفاده بزرگ از ساختار میکرو شبکه

بوئینگ در سال 3 پتانسیل بزرگ مواد ساختاری ریز شبکه چاپ سه بعدی منحصر به فرد خود را نشان داد و بوئینگ معتقد است که این سبک ترین فلز در جهان است. پیشینه تحقیق و توسعه این ماده در سال 2015 توسط آزمایشگاه HRL تابعه بوئینگ برای آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (دارپا) آغاز شد. وزن آن از پلاستیک سبک تر است، ساختار دیوار هزار بار نازک تر از موی انسان است و چگالی آن تنها 2011 میلی گرم در سی سی است. این سازه یک آرایه فلزی از لوله های توخالی به هم پیوسته است که آن را بسیار مقاوم می کند. تراکم پذیری و سطح جذب بالا.

ساختار اصلی این سازه فلزی موفق ایجاد شده توسط آزمایشگاه HRL از طریق فناوری چاپ سه بعدی، قالبی است که توسط پلیمر پخت با نور UV تشکیل شده است. سپس از آبکاری الکترولس برای پوشاندن یک لایه بسیار نازک نیکل بر روی قالب استفاده می شود و سپس مواد قالب پلیمری داغ حذف می شود و تنها یک ساختار فلزی توخالی باقی می ماند. 3 درصد از ساختار فلزی را هوا تشکیل می دهد و ساختار نانو جامد تنها 99.99 درصد را تشکیل می دهد. ضخامت دیواره لوله توخالی تنها 0.01 نانومتر است که 100 برابر نازکتر از یک مو است.

بوئینگ از این ماده پرینت سه بعدی بسیار سبک برای قطعات غیرمکانیکی مانند دیوارها و کف هواپیما استفاده خواهد کرد. این امر وزن هواپیما را تا حد زیادی کاهش می دهد و راندمان سوخت هواپیما را بهبود می بخشد. ساختار منحصر به فرد این ماده به آن اجازه می دهد تا از نسبت تراکم بیش از 3٪ بازیابی شود و ظرفیت جذب انرژی بسیار بالایی دارد. ویدئوی بوئینگ به وضوح نشان می دهد که مواد "خرد شده" و سپس به شکل اولیه خود باز می گردند. بوئینگ ادعا می کند که از این سازه می توان برای جذب ایمن برخورد یک تخم مرغ که از طبقه 50 سقوط می کند استفاده کرد.

رفتار دینامیکی ماتریس نقطه

دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور ایالات متحده (LLNL) و سایر موسسات تحقیقاتی علمی نیز تحقیقات مرتبطی را در مورد مواد ساختاری ریزشبکه چاپ سه بعدی انجام داده اند. در این تحقیق، دانشمندان از روش بار ضربه ای برای بررسی خواص دینامیکی ساختار شبکه مهندسی استفاده کردند. رفتار مشارکتی مواد چینی دو خاصیت دینامیکی در حوزه تحقیق وجود دارد که یکی خاصیت فشاری و دیگری خاصیت ارتجاعی ساختار شبکه است.

دانشمندان می توانند ساختار شبکه را از طریق فناوری چاپ سه بعدی در سطح میکرون دستکاری کنند تا نظم و تناوب را در مقیاس مزوسکوپی به این مواد، فراتر از توزیع نامنظم ساختار شبکه طراحی شده با روش های سنتی، بیاورند. می توان مشاهده کرد که از طریق فناوری چاپ سه بعدی، افراد می توانند طراحی سفارشی مواد شبکه را به ویژه برای نیازهای خاص برنامه، دقیقاً طراحی و ساخت مواد شبکه ویژه را درک کنند.

ماتریس نقطه‌ای پلاستیکی صنعت فوم را مختل می‌کند

شرکت چاپ سه بعدی Carbon بیان کرده است که ساختار شبکه پیچیده و متنوع پرینت سه بعدی انواع مواد الاستومری آن را قادر می سازد تا صنعت فوم فعلی را تحت تأثیر قرار دهد یا حتی مختل کند. به عبارت دیگر، اگرچه پلاستیک های فوم فعلی هنوز هم در راحتی و ایمنی نقش دارند، کربن معتقد است که ساختار چاپ سه بعدی سفارشی آن جایگزین بخشی از بازار فوم با مزایای منحصر به فرد خود خواهد شد.

برای کاربردهای صنعتی، فوم پلی یورتان تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شده توسط قالب گیری تزریقی واکنش به عنوان قطعات ساختاری برای هواپیما، خودرو، کامپیوتر و غیره استفاده شده است. در حالی که فوم ساخته شده از پر کردن پلی بنزیمیدازول با دانه های شیشه ای توخالی از کیفیت بالایی برخوردار است. مقاوم در برابر نور و دمای بالا، در فضاپیماها استفاده شده است. علاوه بر این، عملکرد بالا به یک جهت جدید و نقطه داغ در تحقیقات پلاستیک های فوم تبدیل شده است. پلاستیک های فوم با کارایی بالا را می توان به عنوان بار استفاده کردبلبرینگ مواد ساختاری در هوانوردی، هوافضا، حمل‌ونقل و سایر زمینه‌ها، مانند اسکلت سلول‌های خورشیدی ماهواره‌ای، قسمت جلویی موشک، دم عمودی هواپیمای بدون سرنشین، بال موشک کروز، و رادوم بزرگ، و غیره.

کربن معتقد است که مواد پرینت سه بعدی آن می تواند تا حدی جایگزین بازار فوم پلاستیکی موجود شود، از جمله زیره های بالشتک برای کفش های دویدن و مواد بالشتک برای کلاه ایمنی. این عمدتا به دلیل توانایی کربن برای تولید خودکار ساختار شبکه بر اساس نیاز کاربر است. به طور دقیق تر، با استفاده از نرم افزار کربن، کاربران می توانند به سادگی محدودیت های طراحی قطعه (مانند وزن و اندازه) و خواص مکانیکی مورد نیاز را وارد کنند تا مواد ساختاری شبکه ای را که نیازهای خاص آنها را برآورده می کند، بدست آورند.

مشبک فلزی

اگرچه ساختار شبکه فلزی مزایای ساختار شبکه پلاستیکی را از نظر جذب ضربه ندارد، ساختار شبکه فلزی پیچیده می تواند عملکرد عالی محصول را هم از نظر کارایی و هم از نظر عملکرد ارائه دهد. و فضای طراحی گسترده ای را برای اجزای سبک وزن باز می کند و همچنین می تواند انتقال حرارت، جذب انرژی، عایق کاری و بهبود عملکرد اتصال را بهبود بخشد.

هنگام طراحی قطعات ساختاری سبک، لازم است که تحقق عملکرد کل قطعه ترکیب شود و عواملی مانند دقت فضای خالی، نسبت فضای خالی، شکل فضای خالی، اندازه فضای خالی، توزیع منافذ و اتصال متقابل به طور جامع در نظر گرفته شود. قطعات ساختاری سبک از ساختار اصلی، ساختار شکل و ساختار فوق سبک تشکیل شده است. در این فرآیند، سطح توانایی طراحی منعکس می شود. در این زمان نرم افزار طراحی کمکی به وجود آمد. قابل درک است که در این راستا، علاوه بر شرکت‌های معتبر نرم‌افزار مدل‌سازی مانند نرم‌افزار Netfabb Autodesk، و شرکت‌های تاسیس‌شده با تمرکز بر حوزه چاپ سه‌بعدی مانند Materialise، برخی استارت‌آپ‌ها نیز در بازار وجود دارند، مانند مبتنی بر ابر. شبکه های پیچیده پلت فرم نرم افزار مدل سازی Betatype Engine فضای زیادی را برای فناوری مواد، از جمله ساختار تدریجی شکل، ایجاد مواد کامپوزیت، ساختار پانل ساندویچ فوم و سایر مواد ساختاری به ارمغان می آورد. پیچیدگی هندسی آزادی نه تنها تا حد زیادی انجام می شود، بلکه آزادی زیادی را برای طراح به ارمغان می آورد.

با این حال، اگرچه ساختار مشبک بسیار جذاب و جذاب است، اما همچنان موانعی وجود دارد که استفاده از ساختار مشبک را در تولید واقعی قطعات دشوار می کند. یک چالش کلیدی، اثبات قابلیت اطمینان عملکرد طراحی، به ویژه از نظر مقاومت در برابر خستگی است. با توجه به تعداد زیاد سطح و تقاطع های تیز ساختار شبکه، این امر تمرکز تنش را به همراه دارد و کاربرد واقعی قطعات دسته ای نمی تواند چنین رویدادهایی را به عنوان خرابی احتمالی بپذیرد.

بنابراین یک مشکل مرتبط این است که چگونه کیفیت ساخت را تأیید کنیم. پیچیدگی ساختار شبکه بازرسی با روش های سنتی را دشوار می کند. سی تی اسکن راه حلی را ارائه می دهد، البته تا حدودی وقت گیر.

مشخص است که شرکت‌های داخلی مانند آکادمی فناوری فضایی چین، بلیت، و سین‌جینگه همگی در حال بررسی سختی‌ها هستند. علیرغم چالش های بزرگی که در حال حاضر با آن روبرو هستیم، دلایلی داریم که باور کنیم روزی ساختار شبکه جایگاه مهمی در تولید افزودنی خواهد داشت.

پیوند به این مقاله 

علاوه بر کاهش وزن، چه ارزش های تجاری دیگری را نمی توان در ساختار ماتریس نقطه ای پرینت سه بعدی نادیده گرفت؟

بیانیه چاپ مجدد: اگر دستورالعمل خاصی وجود ندارد، تمام مقالات این سایت اصلی هستند. لطفا منبع چاپ مجدد را ذکر کنید: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® طیف کاملی از تولید کنندگان سفارشی قطعات ساخته شده دقیق را ارائه می دهد قطعات آلومینیومی, قطعات برنجی، برنز، قطعات مس، آلیاژ با عملکرد بالا، کم فولاد کربن ریخته گری سرمایه گذاری، فولاد پر کربن و آلیاژ فولاد ضد زنگ. قابلیت جابجایی قطعات تا +/-0.0002 اینچ. فرآیندها شامل چرخش cnc, فرزکاری CNC, برش لیزریدارای گواهی ISO 9001:2015 & AS-9100.

کمی در مورد بودجه پروژه و زمان تحویل مورد انتظار خود به ما بگویید. ما با شما استراتژی خواهیم داشت تا مقرون به صرفه ترین خدمات را برای کمک به شما در دستیابی به هدف خود ارائه دهیم، می توانید مستقیماً با ما تماس بگیرید ( sales@pintejin.com ).