4D-printen van structuren met veranderende vorm

Onderzoek & Wetenschap 6/12/2019 10:22:09

Onderzoekers van het MIT en van andere instituten ontwikkelen netten in maaswerk met verscheidene materialen waardoor ze complexe vormen kunnen aannemen en een dubbele kromming krijgen.

Lees hieronder verder   
Verwant

Leon van de Pas is nieuwe CEO van Unifly

Stroomverbruik van artificiële intelligentie drastisch verminderd

Zijn uw behuizingen klaar voor de zomer? - column

Gratis AI-applicatie detecteert personen zonder mondmasker

Afstand houden en volgen ... - artikel

Lancering een van de eerste Europese volwaardige 5G-testnetwerken

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Basiskennis bedrijfsfinanciën

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 24/08/2020 tot 31/08/2020

Onderhandelen met impact

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 26/08/2020 tot 27/08/2020

De Logistiek Manager als Logistiek Auditor

IMF Academy (centraal Nederland)

dinsdag 1 september 2020

Piping en Engineering

Het ingenieurshuis - Antwerpen

van 2/09/2020 tot 21/01/2020

Big data in the cloud

Het ingenieurshuis - Antwerpen

donderdag 3 september 2020

Warmtewende voor industrie

Havenhuis Antwerpen

maandag 7 september 2020

Keuze van de redactie

(13/7) Verwerking afvalstof lignine tot groene olie in proeffabriek

(7/7) ArcelorMittal zoekt partner voor warmtenet in North Sea Port

(1/7) Nieuw investeringsfonds van 42 miljoen euro voor start-ups en scale-ups

(1/7) Gentse biotech start-up ontwikkelt universeel Covid-19 vaccin

(29/6) Vlaamse bedrijven krijgen 14,8 miljoen euro voor technologische begeleiding

(29/6) Innovatief zonnepaneel voor grootschalige productie op komst

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Dunne structuren met veranderende vorm zijn vaak heel beperkt in mogelijkheid van complexe vormveranderingen en dubbele kromming.

Dergelijke transformaties vereisen tegelijk een sterke uitzettingsgradiënt of vlakuitzetting en een controle van de extrinsieke kromming wat men moeilijk kan bekomen met enkelvoudige materialen en een eenvoudige architectuur.

Onderzoekers van het MIT en van andere instituten zijn erin geslaagd om geprinte 4D-structuren met een heterogeen maaswerk op punt te stellen die van vlakliggend overgaan naar vooraf vastgelegde vormstructuren in reactie op een veranderende omgevingstemperatuur. De nieuwe structuren kan men zelfs configureren met een dubbele kromming.

Als voorbeeld hebben de onderzoekers een plat net geprint dat de vorm van een gelaat aanneemt met een diepte van 160 mm. Het maaswerk is geprint in PDMS elastomeer dat uitzet onder invloed van de temperatuur. Het reactievermogen van het materiaal wordt bijgestuurd d.m.v. glasvezel die het stijver maakt en een flexibele netvorming.

Deze beide factoren geven vorm aan de elastische module en de thermische uitzettingscoëfficiënt van de elementen van het net. Het geprinte composiet hardt uit in een oven bij 250°C. Vervolgens plaatst men het in een zoutbad waar het afkoelt bij kamertemperatuur en de definitieve vorm van het gelaat krijgt.

Tevens hebben zij een net in maaswerk gebouwd dat zich in koepelvorm buigt om een werkende antenne te vormen waarvan de resonantiefrequentie telkens wisselt naarmate de vervorming toeneemt.

Bij de eerste studies hadden de onderzoekers gewerkt op vervorming van doorlopende volle bladen, maar de vormveranderingen bleken consequenter te zijn met een net. Het is inderdaad zo dat een nervenkromming als gevolg van de temperatuurverandering veel grotere uitzettingen en contracties teweegbrengt van de knopen in het net.

Ook blijkt dat de openingen in het net veel grotere oppervlakteveranderingen toelaten. Het net is zodanig ontworpen dat elke nerf kan plooien in een bepaalde richting en met een vooraf vastgelegde buigingsgraad en de reactie op temperatuur van de verschillende elementen zorgvuldig gekalibreerd is.

Vanuit en met de software kan men het specifiek motief van de te printen netstructuren vooraf bepalen in functie van de eigenschappen van het materiaal om de gewenste vervorming te bekomen.

Vanuit het 3D-beeld van de uiteindelijke vorm hebben de onderzoekers een kaart gecreëerd van de afstanden die de punten in het vlak op positieve of negatieve wijze moeten volgen om die welbepaalde vorm te bekomen. Het algoritme vertaalt deze afstanden in een netwerk met een specifiek motief van de nerven.

De applicaties zijn openvouwende structuren zoals tenten of zeilen die automatisch opgezet worden in functie van de temperatuurschommelingen of andere omstandigheden in de omgeving, maar ook stents of bouwstructuren voor kunstmatige weefsels, verstelbare lenzen voor telescopen en producten in roboticasoftware.

Het onderzoek richt zich vooral op het gebruik van stijvere materialen voor meer resistente en meer veeleisende toepassingen, bijvoorbeeld in de lucht- en ruimtevaart. << (bron: Sirris / pnas.org) (foto: screen video pnas.org)

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Stroomverbruik van artificiële intelligentie drastisch verminderd

Onderzoeksinstelling imec en halfgeleiderproducent GlobalFoundries lanceren een nieuwe chip, die geoptimaliseerd is voor toepassingen rond artificiële intelligentie (AI).

Zijn uw behuizingen klaar voor de zomer? - column

Nu de warmste maanden van het jaar voor de deur staan, kunnen gebruikers van industriële automatiseringssystemen maar beter voorbereid zijn op de zomerhitte.

Sophie Borgne verkozen tot Engineer Powerwoman 2020

Sophie Borgne, Senior Vice President Digital Plant Business bij Schneider Electric, werd tijdens de Hannover Messe Digital Days uitgeroepen tot Engineer Powerwoman 2020.

37 West-Vlaamse bedrijven behalen Charter Duurzaam Ondernemen

Na een jaar intensief werken ontvangen 37 West-Vlaamse bedrijven dit Voka Charter als bekroning voor hun beleid en realisaties rond duurzaam ondernemen het afgelopen jaar.

Kunstmatige koraalpoliep reinigt water en transporteert cellen

Onderzoekers van de Nederlandse TU Eindhoven ontwikkelden een kleine plastic robot gemaakt van responsieve materialen, die beweegt onder invloed van licht en magnetisme.

242.000 euro Vlaamse steun voor WaterstofNet

Waterstof staat hoog op de politieke agenda. Bovendien is in Vlaanderen een uniek ecosysteem aanwezig van bedrijven actief in de waterstofketen en worden concrete projecten opgestart.

Gratis AI-applicatie detecteert personen zonder mondmasker

ML6, gespecialiseerd in machine learning en artificiële intelligentie, heeft een nieuwe applicatie gelanceerd in de strijd tegen het coronavirus. De code wordt gratis ter beschikking gesteld

Festo toont nieuwe bionic-projecten op virtuele Hannover Messe

Deze bionics zijn steevast publiekstrekkers op de Hannover Messe. Het bedrijf, sterk in pneumatische en elektrische automatiseringstechnologie, stelt ze dit keer voor op het online corona-alternatief.

Gratis simulatie en voordelige besturing van robots bij igus

Om robots en de verschillende robotbewegingen gemakkelijk te kunnen programmeren, heeft igus nu een besturingssoftware ontwikkeld voor haar Low Cost automatiseringsoplossingen. igus robot control is online gratis beschikbaar en biedt gebruikers een eenvoudige inleiding tot de wereld van de automatisering. >>

Partners