html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

3D-печать с вращением повысила прочность волокнистых композитов

Brett Compton/SEAS

Инженеры разработали новый метод 3D-печати волокнистых композитов — они предложили использовать вращающуюся печатающую головку, что позволяет ориентировать волокна в нужном направлении. Благодаря смене скорости вращения в процессе печати можно создавать материалы с заданными однородными или неоднородными механическими свойствами, сообщают исследователи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Некоторые компании используют 3D-печать в качестве основного метода производства. С ее помощью проще и дешевле создавать детали сложной формы. Но у такого метода есть и недостаток: не всегда с его помощью можно получить материал с такой же микроструктурой, которая получается традиционными методами. К примеру, при создании металлической детали может использоваться несколько видов термо- и механической обработки, которые сложно имитировать в 3D-печати, а также, зачастую в напечатанных металлических деталях образуется много снижающих прочность микропор.

Еще один проблемный для 3D-печати тип материалов — композиты на основе микрочастиц или волокон. Механические свойства таких материалов могут сильно зависеть от того, как эти частицы расположены в материале. Обычно при 3D-печати большая часть частиц ориентируется вдоль направления печати. Некоторые исследователи предлагают управлять их расположением с помощью магнитного или электрического поля или акустическим воздействием на печатаемую область, но такой подход имеет заметные недостатки, к примеру, с его помощью сложно создавать материалы с неравномерной ориентацией частиц.

Инженеры под руководством Дженнифер Льюис (Jennifer A. Lewis) из Гарвардского университета разработали метод 3D-печати, позволяющий управлять ориентацией волокон в печатаемом материале без внешних воздействий. Для этого предложили использовать вращающуюся печатающую головку, которая ориентирует волокна по кругу, причем, регулируя отношение скорости вращения к скорости печати, можно управлять ориентацией волокон.

Фотография печатающей головки и схема метода (сверху). Схематическое изображение зависимости ориентации волокон от вращения

Jordan R. Raney et al. / PNAS, 2018

Для того, чтобы измерить влияние вращения на ориентацию волокон и прочность композита, инженеры напечатали на прототипе 3D-принтера множество образцов. В качестве чернил они использовали углепластик на основе эпоксидной смолы. Как и предполагалось, образцы, напечатанные без вращения, оказались заметно прочнее, но только в одном направлении, тогда как у образцов с вращением прочность была изотропна. Помимо изотропной прочности, трещиностойкость образцов, изготовленных по новой методике, также оказалась гораздо выше.

Ориентация волокон в материале при печати без вращения и с вращением печатающей головки

Jordan R. Raney et al. / PNAS, 2018

Исследователи показали, что, меняя скорость вращения головки, можно создавать образцы с неравномерным распределением механических свойств по объему. Таким образом можно создавать детали, распределение напряжений в которых будет заданно не только их формой, но и структурой.

В прошлом году американские инженеры разработали программное обеспечение для топологической оптимизации деталей, печатаемых на 3D-принтере. Оно анализирует заданную форму детали и планируемую нагрузку, и оптимизирует структуру материала соответствующим образом.

Григорий Копиев

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • университет
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции