دانشمندان مرکز تحقیقات فناوری های آمریکا و UConn با استفاده از تکنولوژی پیشرفته پرینت سه بعدی، سنسور هوشمندی را ایجاد کرده اند که کاربران را هنگام خواندن ولتاژ از آسیب ها آگاه می سازد. برای اطلاع از نحوه ساخت وعملکرد این سنسور ادامه مطلب را بخوانید.
پرینت سه بعدی سنسور قوی برای آگاه سازی کاربران
کلید این نوآوری استفاده از فناوری direct-write است. تکنولوژی Direct-write یک تکنیک خدمات پرینت سه بعدی است که در آن “جوهر” نیمه جامد در زمان حرکت نازل روی سطح کار، از یک نازل کوچک اکسترود می شود. بنابراین این شی توسط WRITING به صورت لایه به لایه شکل مورد نیاز را به خود می گیرد. تکنولوژی Direct-write دارای مزایای فراوانی نسبت به روش های سنتی است. کاهش هزینه های تولید و ایجاد انعطاف پذیری از این برتری ها می باشد. این فرایند برای دانشمندان UConn-UTRC امکان ساخت خطوط مناسب از فیلامنت نقره رسانا را با توانایی جایگذاری درون اجزای پرینت سه بعدی شده هنگام تولید فراهم می کرد.
در طول فرایند تولید هر کدام از خطوط موازی فیلامنت نقره همراه با یک مقاومت کوچک پرینت سه بعدی شده، در درون یک جزء تعبیه شده و هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، یک مدار الکتریکی را تشکیل می دهند. محققان توضیح می دهند: “همانطور که خطوط عمیق و عمیق تر درون هر جز جایگذاری می شوند، به هر خط جدید و مقاومت همراه با آن یک مقدار ولتاژ معین افزاینده اختصاص داده می شود.” هر گونه آسیب ناشی از اصطکاک در نتیجه حرکت قطعات متحرک، به یک یا چند خط تبدیل شده و مدار قطع می شود. هر چه آسیب بیشتر باشد، خطوط بیشتری شکسته می شوند. مهندسان می توانند آسیب های بالقوه را با خواندن ولتاژ در زمان واقعی بدون نیاز به جدا شدن کامل دستگاه ها ارزیابی کنند.
تیم UConn-UTRC توانست خطوط سنسور را با تنها ۱۵ میکرون ضخامت (ضخامت متوسط موی انسان ۱۰۰ میکرون می باشد) و فاصله ۵۰ میکرون جایگذاری کند. به این ترتیب آنها را قادر به تشخیص آسیب های بسیار ناچیز ساخت.
Sameh Daronea، مدیر کل تحقیقات و فناوری UTRC که به عنوان مهندس فناوری برای شرکت United Technologies، به کار خود ادامه می دهد می گوید: “این باعث تغییر در نگاه ما به تولید می شود. اکنون ما می توانیم عملکرد را با اجزای سازنده ادغام و در نتیجه آنها را هوشمندتر کنیم. این سنسورها می توانند هر نوع آسیب، حتی خوردگی را تشخیص دهند و این اطلاعات را به کاربر نهایی گزارش دهند. این به ما کمک می کند که عملکرد را بهبود بخشیم، از شکست ها جلوگیری کنیم و در هزینه ها صرفه جویی شود. ”
ایجاد چنین سنسور دقیقی آسان نیست. Anson Ma دانشیار مهندسی شیمی و بیومولکولی UConn و Alan Shen یک دانشجوی دکترا از آزمایشگاه Complex Fluids، خواص جریان جوهر تزریقی نقره را اندازه گیری و بهینه سازی کردند تا بتوان خطوط با اندازه های میکرون را بدون آسیب رساندن به نازل و یا ایجاد پخش قابل توجهی پس از تزریق، به طور قابل اعتماد پرینت سه بعدی کرد. DARDONA UTRC برای ثبت امتیاز اختراع تکنولوژی این حسگرها درخواست داده است.
پرینت سه بعدی آن ربای پلیمری با هندسه پیچیده
محققان از فناوری direct-write و پرینتر سه بعدی برای ایجاد آهنرباهای پلیمری با هندسه های پیچیده و اشکال دلخواه استفاده می کنند. Anson Ma می گوید: “این تکنولوژی فرصت های زیادی را برای ما فراهم می کند. تصور کنید آهن رباهایی که می تواند اشکال مختلفی به خود بگیرد و به طور یکنواخت بین سایر اجزای کاربردی متناسب قرار بگیرد. همچنین میدان مغناطیسی ایجاد شده با تغییر شکل آهن رباها، بهینه سازی و کنترل می شود.”
روش های کنونی برای ایجاد آهنرباهای سفارشی پرینت سه بعدی شده وابسته به curingدما بالا می باشد که متاسفانه باعث کاهش خواص مغناطیسی مواد می شود. دانشمندان UConn و UTRC از اشعه UV با دمای پایین شبیه نحوه استفاده یک دندانپزشک از اشعه UV برای سخت شدن پر کننده، استفاده می کنند تا آهن رباها را curing کنند. آهنرباهای حاصله عملکرد بسیار بهتری نسبت به آهنرباهای تولید شده توسط سایر روش های تولید افزودنی به نمایش می گذارند.
Dardona می گوید جایگذاری مواد مغناطیسی به طور مستقیم درون اجزای سازنده می تواند منجر به طراحی محصولات جدید با آیرودینامیک بیشتر، سبک تر و کارآمد تر شود.
منبع: http://www.3ders.org/
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
تهیه و تنظیم از: پرینتر سه بعدی آیدیزاین
ثبت ديدگاه