Forskning i, hvordan man skaber selvrensende overflader via 3-D-print

Det bliver mere og mere indlysende, at 3-D-print er mere end blot et interessant legetøj, der skal bruges på tech-messer. Baseret på 4.0-branchens principper, flere startups og små virksomheder inkorporerer det i øjeblikket i deres fremstillingsprocesser for direkte at skabe skræddersyede slutprodukter. I denne sammenhæng, Manufacturing Processes Engineering-gruppen ved University of Cordoba undersøgte, hvordan man optimerer egenskaberne af overflader fremstillet af 3-D-print med et meget specifikt mål:at de renser sig selv.

Konceptet med en selvrensende overflade er ikke nyt. For eksempel, i bygge- og bilindustrien, belægninger af denne art har været brugt i nogen tid nu på glasoverflader. "Denne belægning hjælper vanddråber med at rulle let ned ad overfladen og tage smudspartikler med sig, mens de går, " forklarer Pablo Romero, forfatter af undersøgelsen sammen med Juan Manuel Barrios.

Der er andre sektorer, hvor det også er vigtigt at anvende selvrensende overflader. En af dem er trafiksignaler, en sektor, hvor 3-D-print allerede er i brug til at printe pærer til trafiklys. Trafiksikkerhed på motorveje afhænger i høj grad af, at disse signaler er rene og synlige for bilister, gør det interessant at bruge elementer, der renser sig selv med hjælp fra regnen eller morgendug.

Denne forskningsundersøgelse analyserede karakteristika for ruhed fra 3-D printede overflader. Idéen er at lave overflader med meget få hævede dele og en god finish for at undgå at få støvet ind og for at lette at få smudspartikler væk. Undersøgelsen undersøgte også hydrofobe egenskaber, det vil sige, evnen til at afvise vand. Derfor, vandet ville rulle lettere ned ad overfladen, tager smudspartikler med sig, som ville have svært ved at holde sig til overfladen.

Med det formål at implementere denne forskning på en praktisk måde i virksomheder, forskerholdet skabte nemme at administrere modeller, der kan forudsige stykkernes overfladeegenskaber, selv før de bliver trykt.

3-D-printere har flere driftsparametre, der kan bruges til at ændre overfladekarakteristika for den udskrevne komponent. For at skabe disse modeller, ved hjælp af data mining-teknikker, de analyserede de printparametre, der har størst indflydelse på selvrensende egenskaber på overflader. Ifølge forskerne, "Takket være disse modeller, arbejdere, der administrerer dette printudstyr, kan nemt være opmærksomme på de værdier, de skal justere på printeren for at få et stykke med de ønskede selvrensende egenskaber."

Undersøgelsen blev udført i samarbejde med Cordoban-virksomheden ved navn Estampaciones Casado ("Casado Stamping"), en virksomhed, der fremstiller og vedligeholder trafiksignaler, og som for nylig indarbejdede 3-D-print for at producere visse komponenter af signaler udstyret med LED-lys. "Dette handler om, at vores forskningsarbejde løser problemer i den virkelige verden og har en positiv indvirkning på virksomheder i vores område, " påpeger Pablo Romero. I undersøgelsen, Smarte materialer 3-D, en produktionsvirksomhed fra Jaen, deltog også. Smart Materials 3-D fremstiller termoplastiske filamenter, der bruges som råmateriale i 3-D printere.

Fremover gruppen vil arbejde på et projekt, der er en del af FDM-Sur National Plan kaldet "Udvikling af nye industrielle anvendelser for stykker printet i 3-D baseret på forbedring af deres overfladeegenskaber." Gennem projektet, de vil forsøge at optimere funktionerne i overflader printet i 3-D for at løse reelle problemer, som virksomheder i regionen står over for.

Ud over at dykke dybere ned i selvrensende egenskaber ved stykker printet i 3-D, dette projekt vil forbedre overfladeegenskaberne af forme trykt i 3-D, der bruges til fremstilling af polyurethanskumstykker, såsom sæder til biler, madrasser og puder. Hvad er mere, de vil arbejde på at reducere is, der sætter sig fast på kommunikationsantenner og andre dele af flyskrog på droner og ubemandede luftfartøjer, der i dag er fremstillet med 3-D-print.