3D打印的“智能”機器組件可提醒用戶機器損壞

利用先進的增材制造技術(shù),，聯(lián)合技術(shù)研究中心和康涅狄格大學(xué)的科學(xué)家們創(chuàng)造了“智能”機器組件，可以在用戶佩戴或電壓讀數(shù)出現(xiàn)故障時提醒用戶,。

創(chuàng)新的關(guān)鍵是使用直寫技術(shù),。直接寫入技術(shù)是一種增材制造技術(shù)，當噴嘴在平臺上移動時,，半固體金屬“墨水”從小噴嘴擠出,。因此，通過逐層“書寫”所需形狀來構(gòu)建對象,。直寫技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有許多優(yōu)點,，因為它具有降低成本和提高制造靈活性的優(yōu)點。這一過程使得康涅狄格大學(xué)UTRC科學(xué)家能夠創(chuàng)造出細線的導(dǎo)電銀絲,，這些絲可以在制作時嵌入3D打印部件中,。

在制造過程中，銀線的平行線（每個都與微型3D打印電阻器耦合）嵌入到部件中并在施加電壓時形成電路,。研究人員解釋說：“隨著線路從表面越來越深地嵌入到元件中,，每個新線路和電阻器的電壓值都越來越高�,！庇蛇\動部件的摩擦引起的任何損壞或磨損都會切入一條或多條線路,，從而破壞電路。損壞越大,，破碎的線越多,。工程師可以通過實時電壓讀數(shù)評估潛在的損壞，而無需將整個機器拆開,。

UConn-UTRC團隊能夠嵌入僅15微米寬的傳感器線（人類頭發(fā)平均寬度為100微米）,，相距50微米,，因此可以檢測到非常輕微的損壞。

“這改變了我們對制造業(yè)的看法,，”UTRC研究與創(chuàng)新副總監(jiān)Sameh Dardona表示,，該公司是聯(lián)合技術(shù)公司的創(chuàng)新引擎�,！拔覀儸F(xiàn)在可以將功能集成到組件中,，使其更加智能化。傳感器可以檢測任何類型的磨損,，甚至是腐蝕,，并將這些信息報告給最終用戶。這有助于我們提高性能,，避免故障并節(jié)省成本�,！�

“創(chuàng)建這樣一個精確的傳感器并不容易 ”UConn化學(xué)與生物分子工程副教授Anson Ma博士表示,。

在UTC研究中心使用直寫技術(shù)創(chuàng)建的3D打印磁鐵

研究人員還使用直接寫入技術(shù)來制造具有復(fù)雜幾何形狀和任意形狀的聚合物粘合磁體。 “這開辟了許多令人興奮的機會,，”Ma說,。 “想象一下，磁鐵可以采用不同的形狀,，并可以無縫地安裝在其他功能部件之間,。此外，通過改變磁鐵的形狀,，可以進一步操縱和優(yōu)化所產(chǎn)生的磁場,。”

目前用于制造定制3D打印磁體的方法依賴于高溫固化,，不幸的是,，這降低了材料的磁性。 UConn和UTRC的科學(xué)家使用低溫紫外線來固化磁鐵,，類似于牙醫(yī)使用紫外線來硬化填充物,。由此產(chǎn)生的磁體表現(xiàn)出明顯優(yōu)于由其他增材制造方法產(chǎn)生的磁體的性能。

Dardona說,，將磁性材料直接嵌入元件中可以使新產(chǎn)品設(shè)計更符合空氣動力學(xué),，更輕便，更高效,。

編譯自：3ders