Các nhà nghiên cứu tại Đại học Freiburg và Stuttgart đã phát triển một quy trình mới sử dụng một máy in 3D tiêu chuẩn để tạo ra một hệ thống vật liệu di động, tự điều chỉnh.

Các hệ thống này có thể trải qua những thay đổi hình dạng phức tạp, co ngót và giãn nở dưới tác động của độ ẩm theo cách được lập trình trước. Các nhà khoa học đã mô phỏng sự phát triển của loại cây leo có tên là khoai tây không khí (Dioscoreabulifera) dựa trên cơ chế di chuyển của chúng.

Sử dụng phương pháp mới của họ, nhóm đã sản xuất nguyên mẫu đầu tiên: một chiếc nẹp cẳng tay thích ứng với người đeo, có thể được phát triển thêm cho các ứng dụng y tế. Quá trình này được phát triển với sự cộng tác của Tiffany Cheng và giáo sư.

Đạt được những thay đổi từ Viện Thiết kế và Xây dựng Tính toán (ICD) và Thiết kế và Xây dựng Tính toán Tích hợp (IntCDC) của Đại học Stuttgart, và Giáo sư Thomas Speck từ Nhóm Cơ sinh học Thực vật và Sự sống, Thích ứng từ Đại học Freiburg và Khu tự trị năng lượng Cụm hệ thống vật chất xuất sắc (livMatS).

Các nhà nghiên cứu đang trình bày kết quả khoa học tiên tiến của họ trên các tạp chí.

In 4D xác định các thay đổi hình dạng

In 3D đã trở thành một quá trình sản xuất được sử dụng rộng rãi. Nó thậm chí có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu và hệ thống vật liệu thông minh luôn chuyển động sau khi in và tự động thay đổi hình dạng từ các kích thích bên ngoài (chẳng hạn như ánh sáng, nhiệt độ hoặc độ ẩm). Cái gọi là "in 4D" này có thể kích hoạt sự thay đổi hình dạng được xác định trước thông qua kích thích, giúp mở rộng đáng kể các ứng dụng tiềm năng của hệ vật liệu.

Những thay đổi hình dạng này đạt được do thành phần hóa học của vật liệu, bao gồm các polyme phản ứng với kích thích. Tuy nhiên, các máy in và vật liệu cơ bản được sử dụng để sản xuất các hệ thống vật liệu như vậy thường có tính chuyên môn cao, tùy chỉnh và đắt tiền - cho đến nay.

Giờ đây, bằng cách sử dụng máy in 3D tiêu chuẩn, có thể tạo ra các hệ thống vật liệu phản ứng với những thay đổi của độ ẩm. Xem xét cấu trúc của chúng, các hệ thống vật liệu này có thể thay đổi hình dạng trong toàn bộ hệ thống hoặc chỉ trong một thành phần duy nhất. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Freiburg và Đại học Stuttgart đã kết hợp nhiều lớp ổn định và giãn nở để đạt được một cơ chế chuyển động phức tạp: một cấu trúc cuộn kéo căng "túi" như một bộ điều áp để thắt chặt nó. Khi "túi" được giải phóng, nó có thể tự giãn trở lại và cấu trúc cuộn trở lại trạng thái mở.

Cơ chế vận động tự nhiên chuyển sang hệ thống vật chất kỹ thuật

Đối với quy trình mới này, các nhà khoa học đã sử dụng một cơ chế từ tự nhiên: khoai tây không khí leo lên cây bằng cách tạo áp lực lên thân cây chủ. Đối với điều này, đầu tiên cây được quấn lỏng lẻo xung quanh thân cây. Sau đó, nó sẽ mọc ra các "nhánh", tức là phần gốc của lá, giúp tăng không gian giữa thân vướng và cây chủ. Điều này tạo ra sức căng trong các thân uốn lượn của khoai tây không khí. Để bắt chước các cơ chế này, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống vật liệu mô-đun bằng cách xây dựng các lớp của nó để nó có thể uốn cong theo các hướng khác nhau và ở các mức độ khác nhau, do đó uốn cong và tạo thành một cấu trúc xoắn ốc. Các “túi” trên bề mặt làm cho đường xoắn ốc bị đẩy ra ngoài và chịu sức căng, khiến toàn bộ hệ thống vật chất bị co lại.

Cho đến nay, quy trình của chúng tôi vẫn chỉ giới hạn ở các vật liệu cơ bản hiện có phản ứng với độ ẩm. Trong tương lai, các vật liệu rẻ tiền có thể phản ứng với các kích thích khác sẽ được sử dụng trong in 3D và có thể được sử dụng trong quy trình của chúng tôi. "

Hệ thống vật liệu tự trị năng lượng sống, khả năng thích ứng và xuất sắc Cụm (livMatS)

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Freiburg's Life, Khả năng thích ứng và Hệ thống Vật liệu Tự trị Năng lượng Cụm Excellence (livMatS) đang phát triển các hệ thống vật chất giống như sự sống lấy cảm hứng từ tự nhiên. Cũng giống như cấu trúc sự sống, chúng có thể thích ứng với các yếu tố môi trường khác nhau một cách độc lập, tạo ra năng lượng sạch từ môi trường, không bị hư hỏng hoặc có thể tự sửa chữa.

Tuy nhiên, các hệ thống vật liệu này sẽ là các đối tượng kỹ thuật thuần túy, vì vậy chúng có thể được sản xuất bằng các phương pháp tổng hợp và triển khai trong các điều kiện khắc nghiệt. Thomas Speck là thành viên của nhóm phát ngôn viên xuất sắc của cụm.

Liên kết đến bài viết này ：Quy trình tự điều chỉnh mới dựa trên in 3D

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Tấm kim loại, berili, thép cacbon, magiê, in 3D, độ chính xác Cơ khí CNC dịch vụ cho các ngành thiết bị nặng, xây dựng, nông nghiệp và thủy lực. Thích hợp cho nhựa và hiếm gia công hợp kim. Nó có thể biến các bộ phận có đường kính lên đến 15.7 inch. Các quy trình bao gồm gia công thụy sĩ, chuốt, tiện, phay, doa và ren. Nó cũng cung cấp đánh bóng kim loại, sơn, mài bề mặt và thân cây dịch vụ ép tóc. Phạm vi sản xuất (bao gồm nhôm đúc chết và đúc khuôn kẽm) lên đến 50,000 miếng. Thích hợp cho vít, khớp nối, mang, bơm, bánhhộp đựng, máy sấy trống và thức ăn quay van Ứng dụng.PTJ sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.