Mokslininkai naudoja 3D spausdinimo technologiją, kad sukurtų savęs jutimą

Glazgo universiteto vadovaujama inžinierių komanda naudojo 3D spausdinimo technologiją, kad pridėtų naujų savybių plastikui, vadinamam polietereterketonui arba PEEK. Šis naujas lengvas, atsparus smūgiams plastikas &, korys&struktūra gali suvokti, kada ji yra pažeista, ir gali būti naudojama naujose &; protezai ir medicininiai implantai.

Nevirpias medžiagas paverskite laidžiomis medžiagomis

Dėl PEEK' mechaninių savybių, aukštos temperatūros ir atsparumo cheminėms medžiagoms jis tinka plačiam pritaikymui aviacijos, automobilių, naftos ir dujų telkiniuose. Komanda į savo korio formos PEEK struktūrą įtraukė labai mažų anglies pluoštų, leidžiančių šiai paprastai nelaidžiai medžiagai pernešti elektros krūvius visoje savo struktūroje.

Jie norėjo ištirti, ar laidžios korio PEEK kompozicinės medžiagos pažeidimas paveiks jos elektrinę varžą. Jei taip, tai gali suteikti naujai medžiagai galimybę &, suvokti save &, pvz., Leisti klubo implantui pranešti, kai pasikeitė jo laidumas, nurodant, kad jis susidėvėjo ir jį reikia pakeistas.

Skirtingi korio deriniai

Norėdami patikrinti savo dizaino savijautą, jie naudodamiesi 3D spausdinimu sukūrė tris skirtingas korio struktūras: šešiakampę struktūrą, kryžiaus formos chiralinę struktūrą ir šešių pusių atlenkiamą dizainą, naudojant anglies pluošto PEEK medžiagą ir tradicines medžiagas.

Tada jie pakelia ląstelių struktūrą į dviejų tipų apkrovas, kad palygintų jų atitinkamas energijos absorbcijos galimybes. Atliekant gniuždymo bandymą, kol konstrukcija griūva, daromas pastovus slėgis. Kiekvienas anglies pluošto PEEK dizainas lenkia savo tradicinius PEEK analogus, kurie gali atlaikyti didesnį slėgį.

Tačiau atliekant smūgio bandymą, kai sunkus daiktas nukrenta ant konstrukcijos iš aukščio, trys anglies pluošto PEEK konstrukcijos pasižymi didesniu atsparumu pažeidimams. Šešiakampė korio struktūra anglies pluošto PEEK turi geriausią atsaką ir gali atlaikyti didesnį poveikį nei bet kuris kitas.

Traiškymo bandyme tyrėjai taip pat išmatavo anglies pluošto PEEK korio struktūros atsparumą elektros krūviams, kai įtempiamos trys skirtingos struktūros. Taikomo atsparumo tempimui pokytis - žalos progresavimo matas, žinomas kaip pjezorezistinis jautrumas, mažėja didėjant gniuždymo tempimui. Kai konstrukcija visiškai sutraiškoma, atsparumas beveik visiškai prarandamas. Skirtingi konfigūracijos faktoriai, pastebėti skirtingoms konfigūracijoms, yra susiję su žalos augimo greičiu, susijusiu su jų gebėjimu absorbuoti energiją, o tai rodo, kad anglies pluošto PEEK pjezorezistinės savybės gali padėti sukurti naujos kartos išmanias lengvąsias daugiafunkcines struktūras.

Būsimi pritaikymai daugelyje pramonės šakų

Tyrėjai teigia, kad dėl unikalių PEEK savybių jis yra neįkainojamas daugeliui pramonės sektorių, ir mes tikimės, kad anglies pluošto inžinerijos PEEK korio struktūra, kurią galime sukurti per 3D spausdinimą, atvers daugiau galimybių.

3D spausdinimas leidžia mums labai kontroliuoti korio struktūros dizainą ir tankį. Palyginti su kietųjų metalų lydiniais, kurie tradiciškai naudojami medicininiams implantams, pavyzdžiui, klubo ar kelio sąnarių pakaitalams, tai gali leisti mums sukurti medžiagas, artimesnes natūralių kaulų fiziologijai, o tai gali padaryti juos patogesnius ir efektyvesnius.