在最近发表的《开放式杂志》上发表的文章中GydF4y2Ba科学报告GydF4y2Ba研究人员讨论了自动驾驶模式驱动的4D打印执行器的开发,设计和实用性。GydF4y2Ba
学习:GydF4y2Ba设计,制造和应用自动性图案驱动的4D打印执行器GydF4y2Ba。图片来源:s.gvozd/shutterstock.comGydF4y2Ba
背景GydF4y2Ba
在自然界中,自动化结构很普遍。随着4D打印概念的出现,传统3D打印的边界和含义已扩大,使得可以制造许多复杂的结构。GydF4y2Ba
由于多年来对智能材料和结构设计的研究,有许多方法可以在时间维度中诱导印刷执欧洲杯足球竞彩行器的3D形状变化。预期的变形是通过智能材料的刺激过程通过4D打印产生的。欧洲杯足球竞彩为了调整变形过程中应力应变的分布并随后控制变形,4D打印还使用印刷执行器设计。GydF4y2Ba
((GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba)DMA机器和印刷样品;((GydF4y2BabGydF4y2Ba)拉伸机和印刷样品。图片来源:Zeng,S等人,科学报告GydF4y2Ba
根据较早的研究,结构的形状记忆特征受到不同印刷形式的过程参数的影响。对于同一材料的各种特定配置,打印参数对机械性能的趋势和影响各不相同。GydF4y2Ba
目前,关于使用4D打印制成的自动性结构的这些问题的研究最少。为了提供机械性能设计的方向,除了实验研究外,还必须创建模拟模型。需要进一步研究机械性能与打印参数之间的固有关系。GydF4y2Ba
关于研究GydF4y2Ba
在这项研究中,作者同时使用实验和理论技术来检查纤维模式和制造因子对双层执行器自动性行为的刺激作用。为4D打印的自动性执行器提供了模式设计建议,以满足各种应用需求。这项研究旨在有条不紊地检查4D打印的受控自动性执行器的结构布局和变形过程。GydF4y2Ba
((GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba)每个温度工件的弹性模量;和 (GydF4y2BabGydF4y2Ba)在每个温度下屈服工件的强度。图片来源:Zeng,S等人,科学报告GydF4y2Ba
该团队在分析了使用热力学内在模型的可控和自动性执行器的变形过程后,提出了模拟参数模型。通过热激发实验的设计发现了控制弹性模量变形的规则。此外,提出了形状记忆性能指数,以检查各种打印温度的影响,调整热力学模型的变量,并提供有关打印参数选择的建议。GydF4y2Ba
研究人员使用COMSOL在理想的印刷温度下模拟具有各种印刷角的自动式制动器,并将结果与实验纤维进行了比较。此外,使用一个自动性执行器来基于仿真模型来完成自动化结构的自组装过程。GydF4y2Ba
观察GydF4y2Ba
虽然30°C的打印角度提供了优越的音调验证半径比,但200°C的打印温度可提供更好的形状和性能。当打印角度在90°至180°之间时,在垂直打印平面中,来自模拟的自动性结构受到青睐,并且随着角度的增加,音高降低。当打印角度为0°和180°时,通过模拟产生的自动螺距的音高为0°,双层执行器的变形为90°。GydF4y2Ba
玻璃过渡温度趋势导致在210°C下纤维的温度升高。在200°C时,RF在跌至0.127之前达到了0.4的最大值,然后在210°C下增加到0.25。如综合性能所示,在200°C的打印温度下,最佳形状的记忆性能达到了,其中R值达到0.3的最大值。GydF4y2Ba
模拟和实验不同的打印角度。图片来源:Zeng,S等人,科学报告GydF4y2Ba
随着印刷温度的升高,储存模量在低温区域的最大值下降,并在205°C时达到1324 MPa的最小值。在四个实验组中,tGydF4y2BaGGydF4y2Ba值为70.7、76.72,71.63和76.82°C。在35°C和45°C下,具有120°和135°打印角的PLA打印样品的屈服强度高于60°和45°C,在55°C下,其样品却高60°和45°。与120°和135°的人相比,打印角度。GydF4y2Ba
随着周围温度的升高,聚乳酸(PLA)印刷条的弹性模量逐渐减小,从平均弹性模量在35°C下为1.3373 GPa,到55°C时平均0.635 GPA的平均弹性模量,最终达到平均水平。在70°C下为0.004 GPA的弹性弹性。GydF4y2Ba
结论GydF4y2Ba
总之,这项研究调查了通过4D打印创建的自我刺激结构的机械表现。设计,检查和模拟了形状的内存聚合物双层执行器熔融沉积建模(FDM)打印技术,并特别注意打印温度和打印角度。GydF4y2Ba
结果表明,打印角度影响了弹性模量和4D打印中的变形趋势。在整个自射流喷嘴的挤出操作中,都施加了形状记忆行为。最佳形状记忆性能是在200°C的印刷温度下。GydF4y2Ba
基于预处理实验模拟,作者使用自动制动器进行了自组装实验。GydF4y2Ba
该小组提到,这项研究将阐明自动化结构的多功能结构设计和模拟,并帮助研究人员更好地了解4D打印微观结构的影响。GydF4y2Ba
参考GydF4y2Ba
Zeng,S.,Gao,Y.,Qiu,H.,GydF4y2Ba等。GydF4y2Ba(2022)设计,制造和应用自动性模式驱动的4D打印执行器。GydF4y2Ba科学报告GydF4y2Ba12GydF4y2Ba,p。18874。GydF4y2Bahttps://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/S41598-022-23425-0GydF4y2Ba
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