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
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
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.
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.