4D Printing
4D-printing i slutet kretslopp med hög precision
4D-utskrift har studerats sedan 2012 för att lätta på vissa begränsningar i normal 3D-utskrift, och för att skapa nya funktioner för den tillverkade produkten. 4D-printing uttnyttjar tid som en extra dimension till teknologier för 3D-utskrift, för att producera ett objekt med enkel geometri, vanligtvis ett 2D-mönster bestående av flera lager med olika material som ändrar geometri och/eller fysiska egenskaper genom yttre stimuli, såsom fukt och värme. När det enkla objektet utsätts för yttre stimuli, ändras det över tid till önskad 3D-geometri med önskade fysiska egenskaper. I detta projekt kommer precisionen och tillförlitligheten för 4D-utskrift att förbättras genom reglerteori för slutna kretslopp samt integrerad mekatronisk designmetod för framtida tillämpningar inom industrin.
Finansiering:
Vetenskapsrådet
Tidsperiod:
2018 - 2021
Projektpartners:
KTH Kungliga Tekniska Högskolan
Bakgrund
I tidigare tekniker för 4D-utskrift gjordes processen för ändring av form/egenskap på ett öppet sätt, under antagande av perfekt miljö och inga störningar i förändringsprocessen av form/egenskap. I själva verket är störningar och modelleringsfel oundvikliga och därmed kan sluten styrning tillämpas för att uppnå högre precision av förändringar av form/egenskap.
Syfte & Mål
Detta projekt syftar till att förbättra precisionen i 4D-utskrift, med följande mål:
- Ökad precision och tillförlitlighet för 4D-utskrift genom kontrollteori med sluten slinga och integrerad mekatronisk designmetod
- Mer beräkningseffektiva optimeringsmetoder för att utforma komplexa 4D-utskriftsprocesser med fler produktegenskaper som styrka, styvhet och hållbarhet i optimeringsformalismen.
Resultat
- Lösning för att erhålla komplexa friformsytor från vikbara 2D-mönster med acceptabel noggrannhet och topologiska egenskaper
- Självvikande processplaner som säkerställer precision, flexibilitet och hållbarhet genom hela produktlivscykeln
- Kontrollera teoretiskt tillvägagångssätt för exakt 4D-utskrift
Kontaktpersoner
Projektkoordinator, SPS Enhetschef
