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

Citymesh: de meerwaarde van 5G - artikel

Industrial security als bescherming tegen keerzijde digitalisering

Ongeordend ’brein-geïnspireerd netwerk’ herkent ordelijke patronen

Transistoren van germanium voor betrouwbare quantumberekeningen

Bedrijfsleiders schatten kosten van cyberattacks veel te laag in

50% van de bedrijven slecht voorbereid op cyberaanvallen

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Mastercourse: ’Data Innovation beyond the Hype’

Sirris, MRC Gent - Zwijnaarde

maandag 27 januari 2020

Machinery safety awareness training

Pilz Academy - Roeselare

dinsdag 28 januari 2020

Seminarie Lifecycle Management & Digitalisering

Edegem

woensdag 29 januari 2020

Postgraduaat in de Vastgoedkunde

Leuven - Kortrijk

van 30/01/2020 tot 1/12/2020

CMSE hercertificering

Pilz Academy - Gent

donderdag 30 januari 2020

Roadshow Siemens, Rittal & EPLAN

Lokeren / Oevel

van 4/02/2020 tot 6/02/2020

Keuze van de redactie

(16/1) Nieuwe piste in strijd tegen antibioticaresistentie (+ video)

(15/1) Presentatie visie op duurzaam en betaalbaar Belgisch energieplan

(13/1) ECA Group plant nieuwe fabriek in Haven Oostende

(13/1) Schneider Electric monitort energieverbruik wagenpark VITO

(8/1) Solid state LiDAR-expert Xenomatics definitief gelanceerd

(8/1) Mogelijk zwart gat gevormd door neutronensterren

>> 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)

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Onderzoek: extreme hitte bestrijden met irrigatie

Een internationaal team is er op basis van metingen en wereldwijde klimaatsimulaties in geslaagd om de klimatologische effecten van irrigatie te isoleren van de effecten van de opwarming.

Onderzoek naar haalbaarheid elektrificatie industriële gasketels

Uit Nederlands onderzoek van ECN part of TNO blijkt dat alleen gasgestookte vlampijpketels met een thermisch vermogen van minimaal 5 MW potentieel geschikt zijn om te retrofitten.

50% van de bedrijven slecht voorbereid op cyberaanvallen

Uit onderzoek, dat Forrester Consulting uitvoerde in opdracht van Fortinet uitvoerde, blijkt dat industriële bedrijven door de toenemende digitalisering kwetsbaarder zijn voor cybercrime.

Octrooien in de prijzen op European Inventor Awards- artikel

Op de 14e editie van de European Inventor Award in Wenen gingen prijzen naar vindingen in kunststofrecyclage, de diagnose van kanker, DNA-testen, anti-fouling en herlaadbare batterijen, ...

Presentatie visie op duurzaam en betaalbaar Belgisch energieplan

Metaforum, de interdisciplinaire denktank van KU Leuven, bekijkt hoe België kan bijdragen aan het behalen van de doelstellingen van het klimaatakkoord van Parijs en de Europese Green Deal.

UTwente strijdt met robotica tegen borstkanker

Promovendus Vincent Groenhuis verzachtte met verschillende prototypes van 3D geprinte biopsierobots het leed van de patiënt en maakt borstkankeronderzoek nauwkeuriger en efficiënter.

3 miljoen euro voor 22 Extended Reality-projecten

VLAIO steunt ondernemers om de mogelijkheden van Extended Reality-technologie te verkennen, samen met aanbiedende bedrijven. Extended Reality omvat Virtual Reality en Augmented Reality.

Prominente fysici: “Bouw een versneller van 100 kilometer bij CERN”

Een grote nieuwe deeltjesversneller bij CERN, met een omtrek van 100 kilometer, is de verstandigste keus om de deeltjesfysica de komende decennia echt vooruit te helpen.

BASF introduceert krasbestendig industrieel vloersysteem

Het innovatieve systeem MasterTop 1912 voldoet aan de strengste eisen op het gebied van slijtvastheid, duurzaamheid en esthetiek en scoort met lage emissiewaarden. Het is een veerkrachtig en visueel aantrekkelijk vloersysteem dat geschikt is voor gebruik in industriële ruimten zoals bijvoorbeeld fabrieken, laboratoria en opslagplaatsen. >>

Partners