3D打印的自感復(fù)合纖維零件，自帶傳感器功能

荷蘭研發(fā)中心Brightlands Materials Center由TNO和林堡省于2015年成立，致力于改善3D打印聚合物材料�，F(xiàn)在，它將推出具有自感應(yīng)功能的3D打印復(fù)合零件，這意味著它們具有感知自身狀況的獨(dú)特能力，該材料基本上充當(dāng)了傳感器。

2020年4月17日，南極熊從外媒獲悉，該公司正在使用Anisoprint的復(fù)合纖維擠出增材制造技術(shù)，以連續(xù)纖維制造復(fù)合零件，從而使它們具有這種自感應(yīng)功能。這將使3D打印的零件能夠有效地監(jiān)視和支持醫(yī)療保健，建筑和航空航天行業(yè)中重要結(jié)構(gòu)的損壞檢測(cè)。

Anisoprint營(yíng)銷主管Nadezhda Kuzmenko表示：“這種復(fù)合材料可以通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)制造，但是通過(guò)增材制造，可以更輕松，更精確地完成。此外，本發(fā)明使3D打印本身更加精確�！�

各向異性打印的自感應(yīng)彎曲梁

Anisoprint在新聞稿中表示，具有連續(xù)碳纖維的聚合物基復(fù)合材料已被證明具有此功能，因?yàn)椤斑B續(xù)纖維的電阻具有可測(cè)量的變化”。典型的自感應(yīng)材料是通過(guò)復(fù)合材料制造方法制成的，這些方法需要特殊的設(shè)備和許多步驟才能完成，3D打印使其更加有效。

使用連續(xù)纖維進(jìn)行3D打印可以使碳纖維非常精確地定向并定位在零件內(nèi)部的特定位置。這些纖維是整個(gè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，這意味著材料“傳感器”就在需要的地方。甚至可以通過(guò)使用許多此類光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品中的一系列傳感器。

Anisoprint對(duì)這一點(diǎn)了解很多，它發(fā)明了一種稱為anisoprinting的技術(shù)，該技術(shù)使用其連續(xù)碳纖維3D打印來(lái)設(shè)計(jì)和制造最佳的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

有時(shí)，使用增材制造來(lái)制造零件時(shí)需要花費(fèi)一些時(shí)間才能找到正確的參數(shù)，但絕對(duì)不像常規(guī)制造方法通常所需的那么多。 3D打印的自感應(yīng)復(fù)合材料的方便之處在于它們實(shí)際上可以收集有關(guān)現(xiàn)實(shí)生活使用情況的信息，這可以幫助減少所使用的設(shè)計(jì)迭代次數(shù)。 在測(cè)試期間，一個(gè)3D打印的自感應(yīng)零件將可以檢測(cè)產(chǎn)品在實(shí)際用例中需要承受的力和動(dòng)態(tài)，這有助于工程師和設(shè)計(jì)人員更好地理解該零件的制造方法。

感測(cè)力和阻力

Brightlands監(jiān)視了3D打印的微縮復(fù)合橋的變形，以及一個(gè)簡(jiǎn)單的彎曲梁，以證明復(fù)合材料的自感應(yīng)能力。 零件是在Anisoprint Composer A4 3D打印機(jī)上打印的，該打印機(jī)提供了碳纖維布局的自由度，并允許用戶選擇任何熱塑性聚合物材料作為基質(zhì)。 這允許碳纖維伸出零件并與監(jiān)視電子硬件建立連接，從而使其能夠適當(dāng)?shù)爻洚?dāng)傳感器。

推動(dòng)橋梁，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)變形與所施加載荷的關(guān)系

用此類3D打印的自感應(yīng)復(fù)合材料制成的產(chǎn)品對(duì)于橋梁的正確構(gòu)造，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，甚至在醫(yī)療保健中的診斷工具而言，可能具有不可思議的重要性。 例如，如果使用自感應(yīng)材料制作3D打印的假體或矯形器，它可以記錄有關(guān)患者運(yùn)動(dòng)方式和壓力分布的重要信息，從而使醫(yī)生能夠提供更理想的康復(fù)過(guò)程。


編譯自：3dprint