Romanzo bagnato

Inserito da Staff | 29 novembre 2022

Un metodo di miscelazione a umido in attesa di brevetto sviluppato dai ricercatori della Purdue University consente la dispersione uniforme di particelle elettricamente conduttive all’interno dei polimeri dei filamenti per la stampa 3D basata sulla modellazione a deposizione fusa. Questa innovazione incorpora capacità di rilevamento all’interno della parte stampata in 3D, consentendo di convertire rapidamente i prototipi in componenti completamente funzionali.

La stampa 3D tradizionale realizza prototipi senza capacità di rilevamento, ha spiegato un comunicato stampa di Purdue, aggiungendo che i sensori devono essere aggiunti alla parte dopo il fatto se si devono effettuare valutazioni. Il processo è analogo all'aggiunta di confettini ai biscotti dopo che sono stati cotti. "I granelli esistono solo all'esterno del biscotto. Gli estensimetri tradizionali a foglio, che sono i sensori di deformazione più comuni, vengono fatti aderire alla superficie di una parte stampata mediante una resina epossidica", ha spiegato Brittany Newell, professore associato presso l'Università Scuola di Ingegneria Tecnologica presso il Purdue Polytechnic Institute. "Tuttavia, in questo lavoro i granelli vengono aggiunti all'impasto dei biscotti prima della cottura. Ciò significa che le capacità di rilevamento sono parte integrante del componente stampato e consentono il rilevamento all'interno del componente. A differenza dei granelli, questi sensori sono troppo piccoli per essere visti senza microscopio. La loro piccola scala consente alla parte stampata di mantenere la resistenza che altrimenti sarebbe stata sacrificata a causa dei grandi sensori integrati, pur ottenendo capacità di rilevamento completamente integrate", ha affermato Newell.

Newell, il collega professore associato Jose M. Garcia-Bravo e Tyler Tallman, assistente professore presso la Scuola di Aeronautica e Astronautica presso la Facoltà di Ingegneria, hanno creato il metodo di miscelazione a umido con il contributo cruciale di Cole Maynard, che ha conseguito il dottorato di ricerca in agosto e il dottorando Julio Hernandez.

Il metodo di miscelazione a umido Purdue garantisce una distribuzione uniforme delle particelle in tutto il filamento. Con i sensori distribuiti uniformemente nel filamento, produttori e ricercatori possono progettare parti con una più ampia varietà di forme, si legge nel comunicato stampa.

"I risultati di questo lavoro consentono agli utenti di creare strutture 3D complesse con estensimetri incorporati, trasformando rapidamente i prototipi tradizionali in parti completamente funzionali e strutturalmente valutabili", ha affermato Newell. “Una limitazione dell’applicazione delle parti stampate in 3D è stata la loro durabilità. Con questo sviluppo, possiamo monitorare continuamente la salute strutturale della parte con il sensore incorporato nella stampa”.

Secondo i ricercatori, la tecnica espande notevolmente le applicazioni elettriche delle parti stampate in 3D e dei progetti di sensori, e le proprietà elettriche e meccaniche possono essere “sintonizzate” per ottimizzare il sensore o la parte per l’applicazione desiderata.

Il nuovo processo di miscelazione a umido non si limita alla conduttività del sensore, ha aggiunto Newell. "Questo lavoro può essere ulteriormente ampliato per aggiungere altri tipi di particelle utilizzando lo stesso metodo di miscelazione a umido. Ciò potrebbe includere l'aggiunta di particelle magnetiche per campi elettromagnetici, particelle fluorescenti e altre funzionalità", ha affermato Newell.

La ricerca è stata pubblicata nell’edizione di luglio 2022 della rivista peer-reviewed Advanced Engineering Materials e nelle edizioni 2020, 2021 e 2022 della rivista American Society of Mechanical Engineers Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems. I ricercatori hanno ricevuto finanziamenti dal Naval Engineering Education Consortium, un programma dei centri di guerra NAVSEA che mira a coltivare partenariati tra la Marina e gli istituti di istruzione superiore.

I ricercatori hanno divulgato l'innovazione all'Ufficio per la commercializzazione della tecnologia della Purdue Research Foundation, che ha richiesto un brevetto sulla proprietà intellettuale. I partner industriali che desiderano sviluppare ulteriormente questa innovazione dovrebbero contattare Dhananjay Sewak, [email protected], citando il numero di riferimento 69740.

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