Колекции

Инженерите разработват метод за 3D печат на пиезоелектрически материали

Инженерите разработват метод за 3D печат на пиезоелектрически материали


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Пиезоелектричните материали са малки чудеса на инженерството, които могат да бъдат намерени във всичко - от нашите телефони до музикални поздравителни картички, поради способността им да генерират електрически заряд в отговор на приложен механичен стрес. Те обаче имат своите ограничения.

Изключително полезните и популярни материали се предлагат само в няколко дефинирани форми. Освен това те се състоят от чуплив кристал и керамика, които се нуждаят от чисто помещение за производство.

Сега, благодарение на нова техника от Virginia Tech, материалът ще може да бъде отпечатан 3D по начини, които няма да ги ограничат по форма или размер.

Свободно проектиран

"Пиезоелектричните материали превръщат деформацията и напрежението в електрически заряди", обясни Xiaoyu 'Rayne' Zheng, асистент по машиностроене в Инженерния колеж и член на Института за иновации на Macromolecules.

"Разработихме метод за проектиране и платформа за печат, за да проектираме свободно чувствителността и режимите на работа на пиезоелектрическите материали."

"Чрез програмиране на 3D активната топология можете да постигнете почти всяка комбинация от пиезоелектрични коефициенти в даден материал и да ги използвате като преобразуватели и сензори, които са не само гъвкави и силни, но също така реагират на натиск, вибрации и въздействия чрез електрически сигнали, които кажете местоположението, големината и посоката на въздействията във всяко местоположение на тези материали. "

Екипът на Zheng проектира набор от 3D печатни топологии, които позволяват на материала да генерира движение на електрически заряд в отговор на входящи сили и вибрации от всяка посока. За разлика от предишните пиезоелектрици, при които електрическият заряд се определя от присъщи кристали, новият метод позволява на потребителите да предписват реакциите на напрежението да бъдат увеличени, обърнати или потиснати във всяка посока.

Екипът на Zheng постигна това, като произведе заместители на присъщите кристали, които ги имитират, като същевременно позволява промяна на ориентацията на решетката.

"Ние синтезирахме клас силно чувствителни пиезоелектрични мастила, които могат да бъдат изваяни в сложни триизмерни характеристики с ултравиолетова светлина. Мастилата съдържат силно концентрирани пиезоелектрични нанокристали, свързани с UV-чувствителни гелове, които образуват разтвор - млечна смес като разтопен кристал - че печатаме с цифров светлинен 3D принтер с висока разделителна способност, "каза Джън.

„Можем да приспособим архитектурата, за да ги направим по-гъвкави и да ги използваме, например, като устройства за събиране на енергия, обгръщайки ги около произволна кривина“, каза Женг. „Можем да ги направим дебели и леки, твърди или енергопоглъщащи.“

Чувствителността 5 пъти по-висока

Получените материали също имат чувствителност 5 пъти по-висока от гъвкавите пиезоелектрични полимери, което им позволява да се произвеждат в мащаб, вариращ от тънък лист марля до здрав блок.

„Имаме екип, който ги превръща в носими устройства, като пръстени, стелки и ги монтира в боксова ръкавица, където ще можем да регистрираме силите на удара и да наблюдаваме здравето на потребителя“, каза Дженг.

„Способността да се постигнат желаните механични, електрически и термични свойства значително ще намали времето и усилията, необходими за разработване на практически материали“, каза Шашанк Прия, сътрудник на вицепрезидента за научни изследвания в щата Пенсилвания и бивш професор по машиностроене във Вирджиния Тех.


Гледай видеото: Мужик купил 3D-принтер и напечатал с сыном Lamborghini в гараже.. Соседи думали они сошли с УМА.. (Може 2022).