دانشمندان از فناوری چاپ سه بعدی برای توسعه PEEK خودآگاهی استفاده می کنند

تیمی از مهندسان به رهبری دانشگاه گلاسگو از فناوری چاپ سه بعدی برای افزودن خواص جدید به پلاستیکی به نام پلی اترترکتون یا PEEK استفاده کردند. این پلاستیک سبک وزن و مقاوم در برابر ضربه&؛ لانه زنبوری"؛ ساختار وقتی آسیب دیده می تواند حس شود و می تواند در جدید"؛ smart"؛ پروتزها و ایمپلنت های پزشکی.

مواد غیر رسانا را به مواد رسانا تبدیل کنید

خواص مکانیکی PEEK&# 39 ؛ دمای بالا و مقاومت شیمیایی آن را برای طیف گسترده ای از کاربردها در زمینه های هوا فضا ، خودرو و نفت و گاز مناسب می کند. این تیم فیبرهای کربنی به ابعاد کوچک را به ساختار PEEK لانه زنبوری خود اضافه کرد و به این ماده غیر رسانا که به طور معمول هدایت می شود ، می تواند بارهای الکتریکی را در سراسر ساختار خود حمل کند.

آنها می خواستند بررسی کنند که آیا آسیب به مواد کامپوزیتی لانه زنبوری رسانای PE بر مقاومت الکتریکی آن تأثیر می گذارد. در این صورت ، این می تواند به مواد جدید این توانایی را بدهد که "GG" quot؛ درک خود" ؛ - به عنوان مثال ، اجازه می دهد کاشت مفصل ران گزارش دهد که هدایت آن تغییر کرده است ، نشان می دهد که فرسوده شده است و باید جایگزین شده

ترکیبات مختلف لانه زنبوری

آنها برای آزمایش توانایی خود سنجی در طراحی خود ، از چاپ سه بعدی برای ایجاد سه ساختار مختلف لانه زنبوری استفاده کردند: ساختار شش ضلعی ، ساختار کرال شکل ضربدری و طرح تاشو شش طرفه با استفاده از مواد PEEK الیاف کربن و مواد سنتی.

سپس ، آنها ساختار سلول را تحت دو نوع بار قرار می دهند تا توانایی جذب انرژی مربوطه را مقایسه کنند. در آزمون فشار ، قبل از فروپاشی ساختار ، فشار ثابتی اعمال می شود. هر طرح PEEK از الیاف کربن از نمونه های PEEK سنتی خود که می تواند فشارهای بیشتری را تحمل کند ، بهتر عمل می کند.

با این حال ، در آزمایش ضربه ، هنگامی که یک جسم سنگین از ارتفاع روی سازه می افتد ، سه ساختار PEEK فیبر کربن مقاومت آسیب بیشتری نشان می دهند. ساختار لانه زنبوری شش ضلعی فیبر کربن PEEK بهترین پاسخ را دارد و می تواند در برابر ضربه بیشتر مقاومت کند.

در آزمایش خرد کردن ، محققان همچنین مقاومت ساختار لانه زنبوری فیبر کربن PEEK در برابر بارهای الکتریکی را در هنگام کشش سه ساختار مختلف اندازه گیری کردند. تغییر در مقاومت کرنش اعمال شده - معیاری از پیشرفت آسیب شناخته شده به عنوان حساسیت پیزوریزیسیو - با افزایش فشار فشاری کاهش می یابد. وقتی سازه کاملاً خرد می شود ، مقاومت تقریباً به طور کامل از بین می رود. فاکتورهای مختلف مشخصات مشاهده شده برای پیکربندی های مختلف مربوط به میزان رشد خسارت مربوط به توانایی آنها در جذب انرژی است ، که نشان می دهد خصوصیات پیزوری فیبر کربن PEEK ممکن است به ایجاد نسل جدیدی از ساختارهای چند منظوره سبک وزن هوشمند کمک کند.

برنامه های آینده در بسیاری از صنایع

محققان می گویند که ویژگی های منحصر به فرد PEEK آن را در بسیاری از بخشهای صنعتی بسیار ارزشمند می کند و ما امیدواریم که ساختار لانه زنبوری PEEK مهندسی فیبر کربن که می توانیم از طریق چاپ سه بعدی ایجاد کنیم ، امکانات بیشتری را ایجاد کند.

چاپ سه بعدی به ما امکان می دهد تا طراحی و تراکم ساختار لانه زنبوری را تا حد زیادی کنترل کنیم. در مقایسه با آلیاژهای جامد فلز که به طور سنتی برای کاشت های پزشکی مانند تعویض مفصل ران یا زانو استفاده می شود ، این ممکن است به ما امکان ایجاد موادی را بدهد که به فیزیولوژی استخوان های طبیعی نزدیکتر باشند ، که باعث راحتی و کارآیی بیشتر آنها می شود.