Ударо-абсорбиращи материи за 3D Принтери. (Част 1)

Една от най-интензивно развиващите се сфери напоследък за пазарните приложения за 3D Принтери, това са материите, абсорбиращи ударни натоварявания. Една много интересна тема, която има редица примери, които си заслужава да бъдат споменати. За това и реших да кръстя статията като „Част 1“.

            – Какъв е проблема?

            Като най-удачен вариант за такава материя са масово използваните дунапрени и другите разновидности полиуританова пяна. Те са евтини и масово разпространени, само че имат един основен недостатък.

Всяка една минимална промяна, всяко едно дребно несъвършенство от цялостната структура, води до неконтролируемо поведение на материята. А когато говорим за абсорбиране на удар, най-важната цел за нас е да насочим движението на ударната сила така, че да „убием“ колкото се може повече от „инерцията“ на удара. При различните разновидности полуретанова пяна няма как да структурираме въздушните мехурчета в перфектна конструкция. Просто природата на строеж на материята е на произволен принцип.

            – Какво решение дава 3D принтирането?

            Като цяло, 3D принтираните детайли не са изцяло еднородни. Има места със 100% плътност, там където има най-голяма нужда от якост или добра повърхнина. Има и места, където материала се полага под формата на „пчелни клетки“ – т.нар. “honeycombs”. Този шаблон позволява да се спести от материал и машинно време, като предлага добра устойчивост, поради естествените качества на формата. Тези т.нар. пчелни клетки обаче, показват и много добри качества при статично, квази-статично, динамично и дори ударно натоварване. Причините за това са, че натоварването се разпределя равномерно върху всички клетки едновременно, могат свободно да се деформират и формата на материята, направена от пчелни клетки, се възвръща в предишното си състояние много бързо и без остатъчни деформации. Предимството на 3D принтираната материя пред дунапрена е, че моделирайки структурата на материята, ние можем и да моделираме нейното поведение в реална среда. Изключително важно качество, що се отнася до някои много конкретни приложения като, брони на автомобили, каски, шлемове, всякакви видове демпфери и други.

Пример

Този детайл е създаден като тестов модел в лабораторията в Университета в Аустин ( Тексас ).

 Този детайл е създаден като тестов модел в лабораторията в Университета в Аустин ( Тексас ), като опит да се моделира специфичен „отговор“ на материала при квази ( полу) – статично натоварване, при това използвайки не FDM технология, а SLS, при която материалите имат по начало по-слаба устойчивост на напрежения.

Има много примери за различни проекти, свързани с ударо-абсорбиращи материи от целият свят. Това е един от най-сериозните трендове според мен за развитието на 3D принтирането, както и за приложението му в масовото производство. Този шаблон, който по начало се използва само като „пълнеж“, всъщност предлага и много технически предимства. Подобни структури до този момент не са били възможни за производство и тепърва започват експериментите с техните свойства. Най-предпочитани материали са ABS и Naylon, а като технология FDM и за по-финните струткури SLS.

Следете статиите, може да ви хрумне някоя идеа и за вашите собствени проекти! Следва продължение…

Автор: Ростислав Славов

 Етикети: 3D Принтиране;  Концептуална разработка ;  Лазерно Синтероване