ETH Zürich für IE
Fused Deposition Modeling FDM oder 3D-Druck hat langsam begonnen, in eine Vielzahl von zu sickern Sektoren bietet neue und verbesserte Möglichkeiten, um alles zu erreichen Automobilbau , bis Robotik , bis Raumflugzeug Engineering, zu Kunst . Mit jeder Einführung einer neuen 3D-Drucktechnologie ergeben sich immer mehr Möglichkeiten.
Jetzt Forscher bei die Gruppe Komplexe Materialien und die Gruppe Weiche Materialien unter ETH Zürich hat einen neuartigen bioinspirierten entwickelt Annäherung zum 3D-Druck, ideal für die Fertigungsindustrie. Die innovative Technologie ermöglicht die Erzeugung von recycelbarem Material flüssig Kristallpolymere LCP, die gleichwertig und sogar besser sind als die besten gedruckten Polymere und Hochleistungs-Leichtbaustoffe auf dem neuesten Stand der Technik.
Revolutionierung der Fertigung
Das Beste ist, dass das Material auch mit billigen Desktop-Druckern entwickelt werden kann. Die Arbeiten sollen nun die Fertigungsindustrie revolutionieren, indem sie die billige und effiziente Massenproduktion komplexer Teile ermöglichen.
Vor dieser Entwicklung verhinderte die schlechte mechanische Leistung von FDM-hergestellten Teilen die Einführung des 3D-Drucks für Massenanpassungen und Produktionsanwendungen erheblich. Frühere Versuche, Perlen eines geschmolzenen Polymers nacheinander abzuscheiden, waren unwirksam, da die resultierenden Produkte normalerweise schwach waren und sich zeigtenschlechte Haftfähigkeit.
Frühere Versuche, dieses Problem zu lösen, experimentierten damit, die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks zu nutzen. faserverstärkte Verbundwerkstoffe. Diese Ansätze konnten jedoch zu diesem Zeitpunkt nur mit teuren Spezialgeräten durchgeführt werden, was bedeutet, dass sie einfach nicht kommerziell realisierbar waren.
Sie beschränkten sich auch darauf, nur nicht recycelbares Material zu drucken. Hier ist die Technik der ETH Zürich am vielversprechendsten.
Eine Premiere im 3D-Druck
Zum ersten Mal in der Geschichte des 3D-Drucks gelang es den Forschern, Objekte aus einem einzigen recycelbaren Material herzustellen, dessen mechanische Eigenschaften alle anderen verfügbaren druckbaren Polymere übertreffen und sogar die Leistung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen erreichen.
Um ihre neuartige FDM-Lösung zu entwickeln, suchte das Team der ETH Zürich nach Inspiration in der Natur. Insbesondere untersuchten sie, wie sich Spinnenseide und Holz während ihrer Entwicklung bilden.
Sie analysierten die molekulare Ausrichtung der Proteine dieser Biomaterialien und fanden einen Weg, sie im 3D-Druck zu reproduzieren, um ihren resultierenden Objekten die gleichen unübertroffenen mechanischen Eigenschaften von Seide und Holz zu verleihen.
"B Durch die Ausrichtung der molekularen Domänen auf den Druckpfad können wir die Polymerstruktur entsprechend den erwarteten mechanischen Beanspruchungen verstärken, was zu Steifheit, Festigkeit und Zähigkeit führt, die die 3D-gedruckten Polymere auf dem neuesten Stand der Technik um einen Auftrag übertreffenund sind vergleichbar mit den leistungsstärksten Leichtbau-Verbundwerkstoffen " liest die Studie.
Noch wichtiger ist, dass diese Strukturen ohne die arbeits- und energieintensiven Prozesse erstellt werden können, die mit den heute vorherrschenden Technologien zur Herstellung von Verbundwerkstoffen verbunden sind. Alles, was erforderlich ist, ist ein leicht zugänglicher leicht verfügbares Polymer und ein einfacher, kostengünstiger kommerzieller Desktop-Drucker.
Die bahnbrechende Technologie wird sicherlich unzählige neuartige strukturelle, biomedizinische und Energiegewinnungsanwendungen haben, die die Rolle des 3D-Drucks in der Fertigung für immer verändern werden.
Via : ETH Zürich für IE