האם אתה מחפש ספק מכונות עיבוד cnc מדויק בסין? PTJ יש יותר מ 10 שנות ניסיון מקצועי בכרסום CNC / 5 צירים וסיבובי עיבוד CNC וביצוע שוויצרי כדי להתאים לכל הצרכים שלך. קבל הצעת מחיר מיידית: [email protected]

הדפסת 4D מערערת את אורח החיים של העתיד!

הדפסת 4D מערערת את אורח החיים של העתיד!

תארו לעצמכם שממדפי ספרים מחלקיקים ועד לבנייני דירות, ניתן להרכיב את המכונות והמבנים שאנו משתמשים בהם מדי יום. לא עוד מפתחות משושה של איקאה, לא מנופים, רק חומרים מודפסים בתלת מימד "יודעים" לקפל, להתכרבל ולהתקשות, ממש כמו צמחים הגדלים בסרטון זמן-lapse.

האם נוכל להדפיס אובייקטים ארבעה מימדיים?

מבחינה טכנית, הכל הוא ארבע-ממדי-לפי הפיזיקאים, הוא למעשה 10-ממדי ומעלה-אבל אנחנו רואים בעיקר את העולם האמיתי במונחים של אורך, רוחב וגובה. את הממד הרביעי, הזמן, אנו רואים כאויב, וננסה כמיטב יכולתנו להתנגד להשפעתו.

לכן אנו בונים קירות וצינורות חזקים ככל האפשר וממשיכים לתקן אותם ככל שאנו מתבגרים, כי הבנייה דורשת זמן, כסף ואנרגיה, ולא נרצה לעשות זאת שוב ושוב. אבל מה אם הזמן הוא לא האויב? נניח שניתן לפרוש מבנה כמו אוריגמי. תארו לעצמכם האם הקירות שלו יתכופפו או יתקשות עקב עומסים משתנים, או שהצינור הקבור יכול לשנות צורה כדי להתאים את זרימת המים המשתנה. או לשאוב מים דרך הפריסטלטיקה כמו מערכת העיכול. עם הדפסת 4D, שום דבר לא ייפול על האבן אלא אם תרצה בכך.

אם חוקרים ויצרנים יכולים להשתמש בו, הדפסת 4D יכולה לשנות את כל פילוסופיית הייצור שלנו. חברות יכולות להדפיס בונקרים, מכונות וכלים, לארוז אותם שטוח, ולאחר מכן להעביר אותם למקום שבו הם נחוצים (אולי באזורי אסון), או להתכונן לסביבות קשות כמו חלל או קרקעית האוקיינוס. שם, תנאים סביבתיים המזיקים לבני אדם עשויים למעשה לדחוף את הצורה והמאפיינים של עצמים להשתנות – לא רק פעם אחת, אלא שוב ושוב.

הליבה היא הפיזיקה הבסיסית, הכימיה והגיאומטריה מאחורי התהליכים הטבעיים הרגילים ביותר. שקול כיצד צורת השיער משתנה כאשר מגיעה סערה. מדובר בבעיה פשוטה באוויר הגורמת לקרטין ליצור אחוז גבוה מאוד של קשרי מימן, מה שגורם להם להתקפל לאחור במקום להימתח.

מכשירים דו מימדיים אינם דורשים מבני אדם לבנות אותם, והם גם לא רובוטים שדורשים שבבים, מערכות סרוו ואבזור כדי לעבוד.

שמלת Chromat Adrenaline עשויה לוחות מודפסים בתלת מימד משתמשת במודול Curie של אינטל. מה עושה את זה 3-D?

הליבה של הדפסת 4-D היא תוצאה של הדפסה 3-D והרכבה עצמית בתחום חזיתי אחר.

הרכבה עצמית היא בדיוק מה שזה נשמע: סידור ספונטני של חלקים למכלול פונקציונלי גדול יותר. תחום זה פופולרי מאוד בתחום הננוטכנולוגיה משתי סיבות טובות מאוד. ראשית, הרכבה עצמית כבר התרחשה בקנה מידה ננומטרי ומספקת את הכוח המניע מאחורי התהליכים מקיפול חלבון ועד להיווצרות גבישים.

עם זאת, אם נוכל להגדיל את היקף ההרכבה העצמית בפרופורציה לאנשים, זה יכול לאפשר לנו להפוך את המוצרים הנוכחיים לזולים ופשוטים יותר, או ליצור טכנולוגיות חדשות שאחרת היו בלתי אפשריות. זו עבודה קשה ולעתים קרובות מתסכלת. אפילו בנסיבות אידיאליות, הוא יצטרך לשבור את רצף ההרכבה, לפתח חלקים הניתנים לתכנות ולספק מקור אנרגיה שיכול לגרום לציוד שלך לפעול. זה לא רעיון רע לקבוע כמה תיקוני שגיאות. אבל, בעצם, אתה צריך את הכלים והחומרים הנכונים כדי לבצע את העבודה הזו.

הכנס להדפסת תלת מימד. למרות ששיטות חדשות ממשיכות להופיע, באופן מסורתי, הדפסת תלת מימד דורשת הנחה חוזרת ונשנית של שכבות פולימר מוגדרות היטב על מצע ההדפסה. כאשר כל שכבה חדשה מתקשה ומתמזגת עם השכבות למטה, מופיעה צורה תלת מימדית. דגמים מוקדמים יכולים להדפיס רק חומר אחד בכל פעם, אבל מדפסות תלת מימד חדשות יותר יכולות להשתמש במגוון רחב יותר של מדיות הדפסה, ויכולות להדפיס עם יותר מחומר אחד בו זמנית. עבור הדפסת 3D, זוהי פריצת דרך חשובה מכיוון שהחומרים השונים מאפשרים למפתחים לבנות באזורים שיתקשו, יתכופפו או יתנפחו, או "יקוו" להתקפל בצורה כלשהי. יכולים להיות להם אזורים שסופגים מים כמו ספוגים, או אזורים שמייצרים חשמל כאשר הם נחשפים לאור.

זה מה שהמעבדה להרכבה עצמית של MIT מכנה חומר הניתן לתכנות. זוהי שיטה מדעית, הנדסית וחומרים המתמקדת בחומר שניתן לקודד כדי לעצב את עצמו מחדש או לשנות את תפקידו. יישום אחד של חומרים הניתנים לתכנות הוא הדפסה 4-D.

שוק משתנה

חברת מחקרי השוק Marketsandmarkets חזתה בדו"ח משנת 2015 שעד 2025, הדפסת 4-D תהווה תעשייה ששווה 555.6 מיליון דולר בשנה. הדוח מניח שטכנולוגיית 4-D תמוסחר בטווח הקצר, אך ההתקדמות הראשונית קטנה (המרה זו מביאה להזדמנויות עסקיות אדירות). הדו"ח מזכיר במפורש את מגזרי התעופה, הביטחון והצבא, אך הוא מאמין שתעשיות כמו רכב, טקסטיל, שירותי בריאות, בנייה ושירותים הם גם מאמצים מוקדמים פוטנציאליים.

הדפסת 4D מערערת את אורח החיים של העתיד!

דברים ניתנים לתכנות: גיאומטריה היא גורל

Skylar Tibbits, מנהל המעבדה להרכבה עצמית של MIT, והצוות שלו הובילו את החידוש הזה.

חוקרי MIT אינם החוקרים היחידים שעוסקים בהדפסת 4D, אך המעבדה להרכבה עצמית של בית הספר הייתה המעבדה הראשונה שמשכה תשומת לב, במידה רבה הודות ל-TED של נאום האדריכל הראשי שלה Skylar Tibbits.

חוקרים במעבדה נכנסו לראשונה לעולם ההרכבה העצמית על ידי יצירת רובוטים גדולים ופשוטים שנבנו בעצמם. כשהם גילו שעבודה והוצאות לא ניתנות לביצוע, הם פנו לצורות וחומרים עם היגיון מובנה.

בשנת 2010, הם יצרו את Logic Matter, קבוצה של צורות שלובות שיכולות לפתור בעיות חישוביות באמצעות הצורות הגיאומטריות שלהן בלבד.

אחרי הכל, מחשבים משתמשים בשערים אלקטרוניים המשלבים 1 ו-0 כדי לפעול. שערים אלו משתמשים באלגברה בוליאנית, ואלגברה בוליאנית תשאל שאלות כגון "שתי התשומות הן 1?". או "הזן 1?" Tibbits Lab גם שאלה את אותה שאלה, רק באמצעות רב-הדרונים מורכבים במקום מצבי הפעלה/כיבוי חשמליים הרגילים המייצגים 1 ו-0. קלט כולל לחיצה על הצורה למקומה. זה יוצר תצורה חדשה שתאפשר לחבר את הצורה הבאה (פלט) רק בכיוון למעלה (נכון) או למטה (שקר) כדי לספק תשובה.

העניין ההגיוני לא עלה לרמה של הרכבה עצמית – החלקים הנדרשים ללכוד יחדיו בידיים אנושיות – אבל אכן ניתן לבנות אותו על ידי הדגמת הבעיה. בשנים שלאחר מכן, חוקרים במעבדות להרכבה עצמית פנו יותר ויותר לפריטים שעולים בקנה אחד עם שמם: צורות גיאומטריות שיצטרפו יחד אם היו מגולגלות או מטלטלות במיכל, ושרשראות בעלות צורה מסוימת בעת ניעור. ועוד רבים.

זה מסמן את השלב החשוב הבא: לשלב את המגמה הגיאומטרית המובנית עם אנרגיית הכניסה (או גורמים סביבתיים אחרים) כדי לגרום לזה לעבוד.

אבל מה זה הטרנד הגיאומטרי הזה?

אם אי פעם ניסית לעשות משהו מקרטון (או מעץ או מתכת), אז אתה יודע שיהיה קל יותר לקפל אם תבקיע אותו קודם. לכן, ניקוד הוא סוג של תכנות, דרך להגדיל את הסיכוי שהחומר יתנהג כמו שאתה רוצה. כעת, דמיינו לעצמכם חומרים שמחליפים קרטון, שחלקם יכולים לספוג לחות ולצמוח, בעוד שאחרים נשארים קשיחים. לזרוק אותו למים ולצפות בשינוי צורתו. היה חכם מספיק על ידי קיפול וניקוד, ולפני שאתה יודע את זה, תמצא משהו מיוחד באמת.

אבל ראשית, אתה צריך הרבה שליטה מדויקת על החומרים המשמשים וכיצד המכונה ממקמת את החומרים. שיטה זו תעבוד טוב יותר בקנה מידה קטן יותר. בקנה מידה קטן יותר, צריכת אנרגיה והבדלים בחומר ישפיעו יותר. הדפסת תלת מימד מרובת חומרים יכולה לעזור לספק לחוקרים את השליטה הדרושה להם, אבל הם גם צריכים את החומרים הנכונים.

אוריגמי מתקפל עצמי

צוות מאוניברסיטת הרווארד יצר סחלב שיקבל צורה כשהוא מונח במים.

כשטיביטס הזכיר את הרעיון שלו בפני אנשים ב-Stratasis, חברת הדפסת תלת מימד שבסיסה במינסוטה, הם הראו לו חומר שיכול לגדול ב-3% כשהוא טבילה במים. מים מספקים אמצעי מבטיח למניפולציה של אובייקטים 150D, מכיוון שהטבע מספק מודלים עבודה של אובייקטים רבים המשנים צורה עם שינוי הלחות. אנחנו קוראים להם צמחים.

צמחים מפגינים תכונות צנטריפטליות וגדלים בדרכים מסוימות בהתאם לגורמים סביבתיים, כמו אור שמש (פוטוטרופיות), מים (מים-טרופיזם), כוח המשיכה, חומרים כימיים (כימוטקסיס) ואפילו מגע פיזי (תיקזוטרופיה). לדוגמה, צמחים נוטים להתכופף לכיוון אור השמש מכיוון שאור השמש הורג הורמונים הנקראים אוקסינים, ובכך מעודדים צמיחה. לכן, הצד של הצמח הפונה מהשמש גדל מהר יותר מהצד הפונה לשמש, מה שגורם לצמח להתכופף לכיוון האור. עם קצת דמיון, קל לראות כיצד אנו מכופפים באופן דומה את העקרונות הפיזיקליים המחברים חומרים, סביבה ואנרגיה להצעה.

לאור ההשראה שסיפקו המפעלים לחוקרי הדפסת 4D, אין זה מפתיע שצוות הרווארד ייצר "סחלב" בשנת 2016 על ידי ייצור "סחלב" מודפס 4D (שיש לו צורה של אותו שם כאשר הוא מונח במים). הפרח מודפס בחומר מרוכב הידרוג'ל, ולאחר מכן הוא מועבר שכבה אחר שכבה דרך צינור למצע ההדפסה כמו שקית נייר.

שני היבטים של תהליך ההדפסה מסבירים את התנהגות הפרחים. הראשון הוא להשתמש בהידרוג'ל, שיכול לספוג הרבה מים. העובדה השנייה היא שחומרים מרוכבים מכילים גם סיבי תאית – סיבים דקים וחזקים החיוניים למבנה הצמח. מכיוון שתאית זורמת תמיד בכיוון ידוע, צוות המחקר יכול לעצב אותה בקפידה כדי לשלוט באילו חלקים של הפרח עלולים להתנפח ואילו חלקים יישארו קשיחים לאחר חשיפה למים [מקור: McAlpine].

ללא ספק, עם הזמן, נראה יותר ניסויים תוך שימוש במגוון חומרים אחרים, כמו מוליכים למעגלים גמישים ודינאמיים. עם זאת, אנו צפויים גם לראות שלמונח "הדפסה 4-D" יש חיים משלו כמו רוב מילות הבאזז והוא מתרחב למגוון רחב יותר של נושאים. לדוגמה, חברה בשם מערכת עצבים מתארת ​​את הטכנולוגיה החדשנית שלה להדפסת בגדים בתלת מימד (כלומר, בגדים העשויים מעלי כותרת ניילון המחוברים בחוכמה על ידי מפרקים) כ"הדפסת 3 מימד"

קישור למאמר זה: הדפסת 4D מערערת את אורח החיים של העתיד!

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


הדפסת 4D מערערת את אורח החיים של העתיד!דיוק 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים עבור עיבוד שבבי אלומיניום, בריליום, פלדת פחמן, מגנזיום, עיבוד טיטניום, אינקונל, פלטינה, סגסוגת על, אצטל, פוליקרבונט, פיברגלס, גרפיט ועץ. מסוגל לעבד חלקים עד 98 אינץ' סיבוב קוטר. ו-+/-0.001 אינץ' סובלנות ישרות. תהליכים כוללים כרסום, חריטה, קידוח, קידוח, השחלה, הקשה, גיבוש, קביעה, קידוח נגדי, שקיעה נגדית, קידוח ו חיתוך לייזר. שירותים משניים כגון הרכבה, השחזה ללא מרכז, טיפול בחום, ציפוי וריתוך. אב טיפוס וייצור בנפח נמוך עד גבוה מוצע עם מקסימום 50,000 יחידות. מתאים לכוח נוזל, פנאומטיקה, הידראוליקה ו שסתום יישומים. משרת את תעשיות התעופה והחלל, המטוסים, הצבא, הרפואה והביטחונית. PTJ תתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, ברוכים הבאים ליצירת קשר ( [email protected] ) ישירות לפרויקט החדש שלך.