NTU סינגפור וקאלטק מדפיסות דואר שרשרת המשתנה קשיחות

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


האוניברסיטה הטכנולוגית נאניאנג (סינגפור) והמכון הטכנולוגי של קליפורניה (ארה"ב) פרסמו לאחרונה מאמר בטבע, המפרט מחקר על "בד חכם" דמוי שרשרת חדש שמשנה את הנוקשות בעת דחיסה.

הדואר עצמו מודפס בניילון, וכל קישור שרשרת הוא בצורת אוקטדרון, כפי שניתן לראות להלן. החלשות של חלקיקי היחידה מאפשרת צפיפות נמוכה ועם זאת נוקשות מתיחה גבוהה מהבד הכללי.

יחידות מתומנות
יחידות מתומנות יוצרות את השלם (אשראי תמונה: NTU סינגפור)

"חלקיקי היחידה" האישיים משולבים טופולוגית, כלומר הם מקושרים כמו דואר שרשרת, ומגבילים את חלקיקי היחידה ליצירת צורה של בד רופף ורציף. הנייר אכן מציין כי הבד דומה יותר למבנה דו ממדי בסך הכל, למרות חלקיקי היחידה התלת מימדיים בעליל. דגימות הדואר שרשרת הודפסו בפיסות בודדות, מוכנות לתפקוד.

כדי לשלוט על הנוקשות, החוקרים הניחו את דואר השרשרת בגב פלסטיק שקוף והוציאו את האוויר מהשקית באמצעות ואקום. פעולה זו דחסה ביעילות את חלקיקי היחידה, וגרמה לחלקיקי היחידה להיתקע יחד, להגביל את תנועת כל חלקיק, ולכן להגדיל את הנוקשות של מבנה הבד הכולל. למעשה המנגנון שבאמצעותו חלקיקים אלה ננעלים נקרא "מעבר חסימה", מכיוון שהם נתקעים יחד, רואים?

הלחץ מגביר את צפיפות האריזה של הבד, וגורם לכל חלקיק להיות יותר במגע עם שכניו, וכתוצאה מכך, עבור הבד המבוסס על אוקטדרון, במבנה קשיח פי 25.

כאשר הבד נוצר למבנה שטוח בצורת שולחן וננעל במקומו, הוא יכול להכיל עומס של 1.5 ק"ג, פי 50 ממשקל הבדים עצמו.

אופי האוקטאהדרונים גם אומר שהמבנה יכול להינעל גם לצורות לא מישוריות, כמו צורת גשר זו …

צורת גשר
צורת גשר נושאת עומס (קרדיט תמונה: Caltech)

בניסוי אחר, החוקרים הפילו כדור פלדה קטן בגודל 30 גרם על דואר השרשרת. ההשפעה עוותה את הבד עד 26 מ"מ כשהוא רגוע, אך ב -3 מ"מ בלבד כשהוא התקשיח, הפחתה בעומק החדירה פי שישה.

רַך
בדיקת עמידות החבטות של החומר כשהוא לא תקוע (רך). (אשראי תמונה: Caltech)
נוקשה
בדיקת עמידות החבטות של החומר כשהוא תקוע (קשיח). (אשראי תמונה: Caltech)

"רצינו לייצר חומרים שיכולים לשנות את הנוקשות בפיקוד. היינו רוצים ליצור בד שעובר מרך ומתקפל לקשיח ונושא עומס בצורה ניתנת לשליטה ”. אמר פרופסור קיארה דראיו, פרופסור להנדסת מכונות ופיסיקה שימושית ב- Caltech.

אתה יכול לראות סרטון של דואר השרשרת בפעולה בסרטון למטה.

"עם בד מהונדס קל משקל וניתן לכוונון – הניתן לשינוי בקלות מרך לקשיח – נוכל להשתמש בו כדי לתת מענה לצרכים של מטופלים ואוכלוסיית ההזדקנות, למשל, ליצירת שלדים חיצוניים שיכולים לעזור להם לעמוד, לשאת משא ולעזור להם. עם המשימות היומיומיות שלהם ", אמר אססט. פרופ 'יפאן וואנג מבית הספר להנדסת מכונות וחלל NTU בסינגפור,

"בהשראת שריון דואר שרשרת עתיק, השתמשנו בחלקיקים חלולים מפלסטיק המשולבים זה בזה כדי לשפר את קשיחות הבדים הניתנים להתאמה שלנו," Asst. פרופ 'וואנג מבית הספר להנדסת מכונות וחלל של NTU

"כדי להגביר עוד יותר את הנוקשות והחוזק של החומר, אנו עובדים כעת על בדים עשויים מתכות שונות כולל אלומיניום, שיכולים לשמש ליישומים תעשייתיים גדולים יותר הדורשים כושר העמסה גבוה יותר, כגון גשרים או בניינים."

אתה יכול לראות תמונה של אחת מדוגמאות המתכת בתמונה למטה.

מַתֶכֶת
דואר מתכת העושה קשיחות (קרדיט תמונה: Caltech)

בעתיד, צוות Caltech / NTU סינגפור שואף להסתעף לחומרים אחרים, כמו גם לחקור אמצעים חדשים (שאינם נעזרים בוואקום) לשליטה על קשיחות מבני הבד, כגון מגנטיות, חשמל או טמפרטורה.

אם אתה רוצה לדעת יותר על דואר השרשרת (ואולי אפילו לעצב + להדפיס בעצמך), תוכל לגשת לעיתון מחדש בקישור הזה.



קישור לכתבת המקור – 2021-08-27 12:22:09

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר