Laatste nieuws:

ZüRICH (CH), 11 mei 2017 10:18

De vierde dimensie in de productietechniek (video)

Wetenschappers spreken over 4D printing: het eenvoudig vervaardigen van objecten die afhankelijk van de tijd kunnen veranderen. Onderzoekers van de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) hebben deze benadering een stap verder gebracht. Ze hebben een constructieprincipe ontwikkeld dat dragende en voorspelbare structuren mogelijk maakt.

Dit ojbject is vlak geprint (links) en kan in nog twee stabiele en belastbare vormen worden gebracht (midden en rechts).'
Dit ojbject is vlak geprint (links) en kan in nog twee stabiele en belastbare vormen worden gebracht (midden en rechts).
Rechts
1/2
3D-printers zijn in veel onderzoekslaboratoria standaard gereedschap geworden. Maar slehts een klein aantal onderzoekers durft de volgende stap te nemen. Ze breiden de techniek uit met een nieuwe dimensie, namelijk de tijd.

4D printen

Bij het zogeheten 4D-printen worden beweegbare en te veranderen objecten gemaakt, zoals vlakke bouwvormen die op een later tijdpunt tot driedimensionale objecten kunnen worden ontvouwd, of zelfs objecten waarvan de vorm door externe invloeden kan worden veranderd.

De onderzoekers aan de ETH hebben een constructieprincipe bedacht waarmee vormveranderingen nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd. De vlak geproduceerde structureren veranderen hun configuratie niet willekeurig maar nauwkeurig zoals door de ontwerpers bedacht.

Bovendien kunnen de structuren met een gewicht worden belast. Zulke belastbare 4D-print objecten waren tot nu toe niet te produceren.

Element met twee toestanden

Kern van het constructieprincipe is een door de Zwitsers ontwikkeld hefelement, dat één van twee toestanden kan innemen: ingetrokken of uitgeklapt. Ze combineren zulke elementen vervolgens tot complexere structuren.

Omdat de afzonderlijke elementen alleen de twee gedefinieerde toestanden kunnen aannemen, konden de onderzoekers de stabiele driedimensionale vormen van de totale structuur voorspellen.

Er zijn ook structuren mogelijk die meerdere stabiele vormen kunnen innemen. En omdat de onderzoekers ook simulatiesoftware ontwikkelden, kunnen ze de vormen en kracht die voor vormveranderingen moeten worden aangelegd, nauwkeurig voorspellen. Dat is een goed hulpmiddel bij het ontwerpen van projecten.

Snel en efficiënt

De wetenschappers produceerden hun structuren met een professionele 3D-printer waarmee ze objecten uit maximaal veertig verschillende materialen kunnen printen. De objecten bestaan uit twee materialen: een star polymeer dat in de structuren voor de belangrijkste elementen wordt gebruikt, en een elastisch polymeer voor plaatsen die beweegbaar moeten zijn. De onderzoekers printen dit alles in één stap.

4D-printing heeft een aantal voordelen. Een vlakke uitgangsvorm met starre én beweegbare delen in één stap printen, is uiterst efficiënt. Het zou veel complexer zijn en veel meer tijd kosten om zulke objecten driedimensionaal te produceren of uit meerdere losse componenten samen te stellen. Bovendien kunnen de vlakke structuren efficiënter worden getransporteerd en op de plaats van bestemming worden uitgevouwen.

Toepassingen

Soortgelijke benaderingen zijn in de ruimtevaart al enige tijd in gebruik. Behalve aan dit toepassingsgebied denken de wetenschappers aan de constructie van structuren voor gebouwentechniek, zoals ventilatiesystemen of systemen voor het openen en sluiten van kleppen. Ook valt te denken aan medische toepassingen zoals stents.

Momenteel vouwen de wetenschappers de structuren nog met de hand open. Ze werken nu aan de ontwikkeling van aandrijvingen die de structuren uitvouwen, afhankelijk van de temperatuur. Ook zou het volgens de ontwikkelaars mogelijk zijn om een pneumatische besturing of opzwellende materialen te gebruiken, die hun vorm veranderen met de hoeveelheid vocht. En volgens uw redactie zouden piëzo-elementen ook tot de mogelijkheden moeten behoren.

 

 

bron: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

EUCHNER (Benelux) BV

Pilz Nederland

Bege Aandrijftechniek BV

Rollon Lineairtechniek BV

Rotero Holland bv

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (34)

6 september 2017 - Rotterdam, Havenbedrijf Rotterdam – WPC
10 jaar Platform Schone Scheepvaart
12 september 2017 - Hilvarenbeek, Hilvaria Studio’s
AluminiumNext
13 september 2017 - Garching (D), FZG, TU München
7th International Conference on Gears 2017
19 september 2017 - Hardenberg - Evenementenhal
Technische Industriële Vakbeurs
21 september 2017 - Vianen, Pilz Nederland
Vrouwen in de techniek
21 september 2017 - Veldhoven, *techniekHuys
ROS-Industrial
26 september 2017 - Gorinchem - IMC Test & Measurement
IMC Test & Measurement Days
27 september 2017 - Coventry (UK), Windmill Village Hotel
FLIR International User Conference

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden