Uzun süredir 3DPrint.com’da Kirigami şekillere tutkumuz var, ister bandaj formunda, nano üretim ya da sensörlerde olsun. Ayrıca metamalzemeler hakkında da çok yazdık ve daha yeni zamanlarda mevcut şekillere eklemek ya da yeni geometriler yaratmak için silindirlere 3D baskı konusuna değindik. Bu yüzden tüm bu unsurları birleştiren bir şey bizim için ilgi çekici olacaktır.
Progress in Additive Manufacturing dergisinde yayımlanan yeni açık erişimli makale, “Conformal morphing meta-cylinders 3D printing for mechanical intelligence programming,” yeni bir faydalı şekil sınıfını ortaya çıkarıyor. Deakin University ve Seoul National University of Science and Technology’den Ali Zolfagharian, Moslem Mohammadi, Eui-Hyun Kim ve Keun Park’ın makalesi, masaüstü 3D baskılı silindirlerin farklı şekiller, modüller ve enerji emilimi ile programlanabileceğini detaylandırıyor. Formlar ayrıca farklı durumlara geçebilir. Ortaya çıkan uyumlu mekanizmalar (Pringles kapağınızın kapanıp açılmasını sağlayan esneme ve şekil gibi) geniş bir görev yelpazesine çözüm sunabilir. Bu şekilde çalışan tüpler, stent gibi kullanım adayları olmasının yanı sıra aktüatör veya şok emici olarak da hizmet edebilir.
Programlanabilir kafes yapısına sahip 3D baskılı meta-silindir. Görsel: Zolfagharian ve ark.
Ortaya çıkan parça çoklu kararlı bir meta-silindirdir, çünkü birkaç programlanabilir ayar durumuna hızlıca kilitlenebilir. Hücre şekli, duvar kalınlığı ve çap gibi değişkenler farklı ihtiyaçlara uyum sağlar. Diğer örneklerde olduğu gibi, burada da yazıcı dönen bir şaft üzerine baskı yapar. Bu, montajı azaltır ve aynı zamanda iç yüzeyi çok pürüzsüz hâle getirirken dayanıklılığı optimize etmeye de olanak tanır.
Üç farklı çapta döner-baskılı meta-silindirlerin FEA karşılaştırmaları. Görsel: Zolfagharian ve ark.
Ekip, “yaklaşım morfolojiyi mekanik bir program olarak etkili bir şekilde kullanıyor. Baskı sonrası durum, belirgin snap-through olaylarıyla kıyasla sert bir kabuk gibi davranırken, genişletilmiş durum daha yumuşak ve daha uyumlu hâle geliyor,” ve kapalı ve genişletilmiş silindirleri birleştirerek, yükleme aşamalarının farklı katmanlarında devreye giren sıralı “yumuşak-orta-sert” çökme yanıtları ürettiklerini belirtiyor. Bu, temel malzemeyi değiştirmeden sertlik ve enerji emilimini özelleştirmeye olanak tanıyor. Çok ilginç bir yaklaşım ve bu tür bir şok emiciyi hidrolik bir bileşen ya da bir tür piston haline getirebileceğinizi görebilirsiniz. Ayrıca bir sönümleme bileşeni ya da darbeleri absorbe eden ve belirli darbelerle önemli ölçüde kıvrılan akıllı bir kask içliği de tasarlayabilirsiniz.
Döner modülü olan ticari bir FDM 3D yazıcı: 3-in-1 Snapmaker 3D yazıcı. b Döner modül kurulumu, düz-olmayan 3D baskı yapmak için kullanıldı. Görsel: Zolfagharian ve ark.
Bundan en çok sevdiğim, temelde bir 3-in-1 Snapmaker 3D yazıcıyı döner bir yazıcıya dönüştürmüş olmaları. Bu, bir kask ya da dağ bisikleti için bir şok emici yapmak isterseniz, evdeki 3D yazıcınızla bunu yapabileceğiniz anlamına geliyor. Ya da yeni bir bisiklet gidonu üretmeyi hayal edin ve bunu bisiklete çok kolay takmak ya da iki duruma sahip olmasını isteyin: süper konforlu ve süper kavramalı. Standart masaüstü makinelerle kendi gidonlarınızı üretmek için özel bir yazıcı inşa edebilirsiniz. Ve ardından konforlu sürüş ya da hassasiyetin kritik olduğu anlar için iki farklı durumlu bir gidon üretebilirsiniz. Masaüstü makinelerin belirli ürünler ve endüstriyel uygulamalar için uyarlanması fikrini çok seviyorum.
Bu durumda ekip, şekilleri Rhino’da Grasshopper kullanarak oluşturdu, Cura’da dilimledi ve G-code’u döner moda çalışacak şekilde ayarladı. Tüm baskılar %100 dolgu ile ESUN eTPU-95 A kullanılarak yapıldı. Tasarım kısmı oldukça karmaşık ve auxetik üçgen şekillerini doğru tasarlamak ve nasıl inşa edileceğini tanımlamak zor kısmı oluşturuyor. İlginç bir yönü, genişlemenin ortada şişmesi, uçların ise göreceli olarak küçük kalması. Bu, çok spesifik aktüatör, pompa veya piston tasarımları geliştirmek ve belirli darbe-emici görevler yapmak için kullanılabilir. Ancak bunu modellemek ve geometri, duvar kalınlığı gibi faktörlerin zaman içinde nihai parçanızda nasıl çalışacağını belirlemek zor olacaktır. Bunun söylenmesiyle, potansiyelini çok seviyorum. Bunun çok ilginç parçalar üretmek için çok maliyet-etkin bir yol olabileceğini gerçekten düşünüyorum.
TPU ve diğer esnek malzemeler geliştikçe, yazıcılar iyileştikçe ve baskı çiftlikleri genişledikçe, bu tür uyarlamalar gerçekten anlamlı olabilir. Bu yeni terminolojiyi alıp ölçekli olarak çok faydalı şeyler üretebileceğini gerçekten görebiliyorum.
