3D打印的自感復(fù)合纖維零件，自帶傳感器功能

荷蘭研發(fā)中心Brightlands Materials Center由TNO和林堡省于2015年成立，致力于改善3D打印聚合物材料�，F(xiàn)在，它將推出具有自感應(yīng)功能的3D打印復(fù)合零件，這意味著它們具有感知自身狀況的獨特能力，該材料基本上充當(dāng)了傳感器。

2020年4月17日，南極熊從外媒獲悉，該公司正在使用Anisoprint的復(fù)合纖維擠出增材制造技術(shù)，以連續(xù)纖維制造復(fù)合零件，從而使它們具有這種自感應(yīng)功能。這將使3D打印的零件能夠有效地監(jiān)視和支持醫(yī)療保健，建筑和航空航天行業(yè)中重要結(jié)構(gòu)的損壞檢測。

Anisoprint營銷主管Nadezhda Kuzmenko表示：“這種復(fù)合材料可以通過傳統(tǒng)技術(shù)來制造，但是通過增材制造，可以更輕松，更精確地完成。此外，本發(fā)明使3D打印本身更加精確。”

各向異性打印的自感應(yīng)彎曲梁

Anisoprint在新聞稿中表示，具有連續(xù)碳纖維的聚合物基復(fù)合材料已被證明具有此功能，因為“連續(xù)纖維的電阻具有可測量的變化”。典型的自感應(yīng)材料是通過復(fù)合材料制造方法制成的，這些方法需要特殊的設(shè)備和許多步驟才能完成，3D打印使其更加有效。

使用連續(xù)纖維進行3D打印可以使碳纖維非常精確地定向并定位在零件內(nèi)部的特定位置。這些纖維是整個結(jié)構(gòu)的重要組成部分，這意味著材料“傳感器”就在需要的地方。甚至可以通過使用許多此類光纖來實現(xiàn)整個產(chǎn)品中的一系列傳感器。

Anisoprint對這一點了解很多，它發(fā)明了一種稱為anisoprinting的技術(shù)，該技術(shù)使用其連續(xù)碳纖維3D打印來設(shè)計和制造最佳的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

有時，使用增材制造來制造零件時需要花費一些時間才能找到正確的參數(shù)，但絕對不像常規(guī)制造方法通常所需的那么多。 3D打印的自感應(yīng)復(fù)合材料的方便之處在于它們實際上可以收集有關(guān)現(xiàn)實生活使用情況的信息，這可以幫助減少所使用的設(shè)計迭代次數(shù)。 在測試期間，一個3D打印的自感應(yīng)零件將可以檢測產(chǎn)品在實際用例中需要承受的力和動態(tài)，這有助于工程師和設(shè)計人員更好地理解該零件的制造方法。

感測力和阻力

Brightlands監(jiān)視了3D打印的微縮復(fù)合橋的變形，以及一個簡單的彎曲梁，以證明復(fù)合材料的自感應(yīng)能力。 零件是在Anisoprint Composer A4 3D打印機上打印的，該打印機提供了碳纖維布局的自由度，并允許用戶選擇任何熱塑性聚合物材料作為基質(zhì)。 這允許碳纖維伸出零件并與監(jiān)視電子硬件建立連接，從而使其能夠適當(dāng)?shù)爻洚?dāng)傳感器。

推動橋梁，監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形與所施加載荷的關(guān)系

用此類3D打印的自感應(yīng)復(fù)合材料制成的產(chǎn)品對于橋梁的正確構(gòu)造，飛機的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，甚至在醫(yī)療保健中的診斷工具而言，可能具有不可思議的重要性。 例如，如果使用自感應(yīng)材料制作3D打印的假體或矯形器，它可以記錄有關(guān)患者運動方式和壓力分布的重要信息，從而使醫(yī)生能夠提供更理想的康復(fù)過程。


編譯自：3dprint