Forscher sagen die Festigkeit von leichten 3D-gedruckten Objekten voraus
Die Arbeit der University of Maine ermöglicht es Designern, robustere und zuverlässigere Komponenten zu entwickeln, indem sie die Festigkeit bei der Gewichtsreduzierung praktisch aller Kunststoffkomponenten kontrollieren können
Laut der University of Maine entwickeln Ingenieure eine neue Methode, um die Festigkeit von leichten 3D-gedruckten Objekten genauer vorherzusagen. Diese Forschung, die am Advanced Structures and Composites Center (ASCC) der Universität durchgeführt wird, wird es Designern ermöglichen, robustere und zuverlässigere Komponenten zu entwickeln, indem sie die Festigkeit bei der Gewichtsreduzierung praktisch jeder Kunststoffkomponente kontrollieren können.
Das Forschungsteam bestand aus Philip Bean, Forschungsingenieur am ASCC, und Senthil Vel, Professor für Maschinenbau, sowie Roberto Lopez-Anido, Professor für Bauingenieurwesen. Ihre Studie, die kürzlich in Progressive Additive Manufacturing veröffentlicht wurde, kombiniert fortschrittliche Computermodellierung mit physikalischen Experimenten, um ein umfassenderes Verständnis dafür zu gewinnen, wie sich diese Teile unter Belastung verhalten.
Die Forscher der University of Maine konzentrierten sich auf Gyroid-Füllungen, eine komplexe, sich wiederholende innere Struktur, die häufig im 3D-Druck verwendet wird, um das Gewicht zu minimieren und gleichzeitig die strukturelle Integrität zu erhalten. Mithilfe von Computersimulationen analysierte das Team die Reaktion des Gyroids auf verschiedene Kräfte und validierte diese Vorhersagen durch Experimente an 3D-gedruckten Prototypen. Die Ergebnisse bieten Einblicke in die Frage, wie dieses komplexe innere Muster zur Gesamtleistung eines Bauteils beiträgt – ein Faktor, der mit herkömmlichen Analysemethoden oft nicht möglich ist.
„Diese Arbeit ermöglicht es uns, 3D-gedruckte Teile mit größerer Sicherheit und Effizienz zu entwerfen“, sagte Bean. „Durch das Verständnis der genauen Festigkeit dieser mit Gyroid gefüllten Strukturen können wir den Materialverbrauch reduzieren und die Leistung in verschiedenen Branchen verbessern.“
Es wird erwartet, dass diese Methode Branchen, die starke, leichte Materialien benötigen, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Herstellung medizinischer Geräte, erheblich zugute kommen wird.
