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Impresión 3D híbrida de bisagras inteligentes funcionales

Autores: Raymond, Lily; Bandala, Erick; Hua, Weijian; Mitchell, Kellen; Tsabedze, Thulani; Leong, Kaitlin; Zhang, Jun; Jin, Yifei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Impresión 3D híbrida de bisagras inteligentes funcionales


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Bisagras inteligentes
Impresión 3D
Polímeros con memoria de forma
Componentes integrados
Escritura de tinta directa
Sensor de deformación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las bisagras inteligentes fabricadas mediante impresión tridimensional (3D) han sido aceptadas en los campos de la aeroespacial, la robótica y la biomedicina, ya que estos dispositivos poseen una característica de memoria de forma. Los polímeros de memoria de forma (SMP) son los materiales preferidos para crear bisagras inteligentes debido a su capacidad para lograr geometrías complejas programables. Sin embargo, la fabricación de SMP con componentes integrados sigue siendo un desafío debido a las limitaciones de los métodos actuales de impresión 3D y las limitaciones de materiales. Este estudio investigó el uso de un método híbrido de impresión 3D, la escritura de tinta directa (DIW) y la impresión 3D integrada (e-3DP) para imprimir bisagras inteligentes con un circuito integrado que actúe como sensor de deformación. Los componentes principales del SMP incluían acrilato de butilo (BA) y diacrilato de urethane alifático (AUD), pero esta tinta SMP tenía una baja viscosidad y no podía ser utilizada para DIW o e-3DP. Se añadió sílice fumada (FS) al SMP para ajustar su reología, y se demostró que la concentración de FS afectaba significativamente las propiedades reológicas, el proceso de secado, las geometrías de los filamentos y las capacidades de auto-soporte. Este estudio presenta un enfoque híbrido de impresión 3D para crear bisagras inteligentes con sensores de deformación internos en un solo paso, demostrando la versatilidad de DIW/e-3DP. Los hallazgos de este trabajo proporcionan una solución técnica fundamental y confiable para fabricar de manera eficiente dispositivos inteligentes funcionales y auto-monitoreados a partir de SMP para diversas aplicaciones.

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