چاپ ۳بعدی اشیای پیچیده با استفاده از یک ماده ناشناخته!
تاریخ انتشار: ۲۲ فروردین ۱۴۰۳ | کد خبر: ۴۰۱۰۰۶۶۰
چاپگر سه‌بعدی ابداع‌شده در دانشگاه «ام‌آی‌تی» می‌تواند به پایدارتر کردن روش چاپ سه‌بعدی کمک کند و امکان چاپ با مواد تجدیدپذیر یا بازیافتی را فراهم آورد که تاکنون ناشناخته مانده‌اند.
به گزارش ایسنا، چاپ سه‌بعدی یک روش محبوب برای بسیاری از فعالان حوزه‌های علم و فناوری است.
به نقل از ام‌آی‌تی نیوز، اگرچه چاپ سه‌بعدی در حال حاضر محبوبیت زیادی پیدا کرده است اما بسیاری از مواد پلاستیکی را که این چاپگرها برای ایجاد اشیاء استفاده می‌کنند، نمی‌توان به راحتی بازیافت کرد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
برای چاپ یک ماده جدید از ابتدا، معمولا باید تا ۱۰۰ پارامتر در یک نرم‌افزار تنظیم شوند که نحوه قالب زدن مواد را هنگام ساخت یک شیء توسط چاپگر کنترل می‌کند. موادی مانند پلیمرهای تولید انبوه که معمولا مورد استفاده قرار می‌گیرند، مجموعه‌ای از پارامترها را ایجاد کرده‌اند که از طریق فرآیندهای خسته‌کننده و آزمون و خطا تکمیل شدهاند.
ویژگی‌های مواد تجدیدپذیر و قابل بازیافت براساس ترکیب آنها می‌تواند به طور گسترده در نوسان باشد. بنابراین، ایجاد یک مجموعه از پارامترهای ثابت تقریبا غیرممکن است. در این حالت، کاربران باید همه پارامترها را به صورت دستی ارائه کنند.
پژوهشگران دانشگاه «ام‌آی‌تی»(MIT) با توسعه یک چاپگر سه‌بعدی که می‌تواند پارامترهای یک ماده ناشناخته را به طور خودکار شناسایی کند، این مشکل را حل کرده‌اند.
گروهی از پژوهشگران «مرکز بیت‌ها و اتم‌ها»(CBA) در دانشگاه ام‌آی‌تی با همکاری «مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا»(NIST) و «مرکز ملی پژوهش‌های علمی یونان»(Demokritos)، قالب زدن را که مانند قلب یک چاپگر سه‌بعدی است، اصلاح کردند تا بتواند نیروها و جریان یک ماده را اندازه‌گیری کند.
این داده‌ها که از طریق یک آزمایش ۲۰ دقیقه‌ای جمع‌آوری می‌شوند، به یک تابع ریاضی راه می‌یابند که برای تولید خودکار پارامترهای چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پارامترها را می‌توان در نرم‌افزار چاپ سه‌بعدی وارد کرد و برای چاپ با موادی که قبلا دیده نشده‌اند، مورد استفاده قرار داد.
پارامترهای تولید شده به طور خودکار می‌توانند جایگزین حدود نیمی از پارامترهایی شوند که تنظیم آنها معمولا باید با دست انجام بگیرد. پژوهشگران در یک مجموعه از چاپ‌های آزمایشی با مواد منحصربه‌فرد از جمله چندین ماده تجدیدپذیر نشان دادند که روش آنها می‌تواند به طور مداوم پارامترهای قابل دوام را تولید کند.
این پژوهش می‌تواند به کاهش اثرات زیست‌محیطی تولید مواد افزودنی کمک کند که معمولا بر پلیمرهای غیر قابل بازیافت و رزین‌های به دست آمده از سوخت‌های فسیلی متکی است.
«نیل گرشنفلد»(Neil Gershenfeld) مدیر مرکز بیت‌ها و اتم‌ها و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما در این پژوهش، روشی را نشان داده‌ایم که می‌تواند همه بیومواد جالب ساخته‌شده از منابع مختلف پایدار را استفاده کند و نشان دهد که چاپگر می‌تواند به تنهایی نحوه چاپ کردن مواد را بیابد. هدف این است که چاپ سه‌بعدی پایدارتر شود.
تغییر دادن ویژگی‌های مواد
در فرآیند «ساخت فیلامان ذوبی»(FFF) که اغلب در نمونه‌سازی سریع استفاده می‌شود، پلیمرهای مذاب از طریق یک نازل گرم‌شده لایه‌به‌لایه بیرون می‌آیند تا یک شیء را بسازند. نرم‌افزار موسوم به «اسلایسر»(slicer)، دستورالعمل‌هایی را به دستگاه ارائه می‌دهد اما اسلایسر باید طوری پیکربندی شود که با یک ماده خاص کار کند.
استفاده کردن از مواد تجدیدپذیر یا بازیافتی در یک چاپگر سه‌بعدی FFF به ویژه چالش‌برانگیز است زیرا متغیرهای زیادی وجود دارند که بر خواص مواد تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، یک پلیمر یا رزین زیستی ممکن است از ترکیبات گوناگون گیاهان فصلی تشکیل شده باشد. خواص مواد بازیافتی نیز براساس آنچه برای بازیافت در دسترس قرار دارد، بسیار متفاوت است.
پژوهشگران ام‌آی‌تی برای غلبه بر این چالش‌ها، یک چاپگر سه‌بعدی با گردش کار جدید ابداع کردند تا پارامترهای فرآیند قابل اجرا را برای هر ماده ناشناخته به طور خودکار شناسایی کند.
آنها کار خود را با چاپگر سه‌بعدی که آزمایشگاه آنها پیشتر ساخته بود، آغاز کردند که می‌توانست داده‌ها را ثبت کند و بازخوردها را هنگام کار ارائه دهد. پژوهشگران سه نوع تجهیزات را به بخش قالب‌ریزی دستگاه اضافه کردند تا اندازه‌گیری‌های مورد استفاده را برای محاسبه پارامترها انجام دهند.
استخراج داده‌ها
هنگامی که تجهیزات جدید در جای خود قرار گرفتند، پژوهشگران یک آزمایش ۲۰ دقیقه‌ای انجام دادند که یک مجموعه خوانش دما و فشار را با جریان‌های متفاوت ایجاد می‌کند. این آزمایش شامل تنظیم نازل چاپ در گرم‌ترین دمای آن، به جریان درآوردن مواد با سرعت ثابت و سپس خاموش کردن سیستم حرارتی است. «جیک رید»(Jake Read) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: فهمیدن اینکه چگونه می‌توان آن آزمایش را انجام داد، واقعا دشوار بود.
این داده‌ها به تابعی وارد می‌شوند که پارامترهای واقعی را به طور خودکار برای پیکربندی مواد و دستگاه، براساس ورودی‌های دما و فشار نسبی ایجاد می‌کند. سپس، کاربر می‌تواند آن پارامترها را در نرم‌افزار چاپ سه‌بعدی وارد کند و دستورالعمل‌هایی را برای چاپگر به وجود بیاورد.
در آزمایش‌های صورت‌گرفته با شش ماده متفاوت که تعدادی از آنها زیست‌محور بودند، این روش به طور خودکار پارامترهای قابل قبولی را ایجاد کرد و پارامترها به طور مداوم توانستند به چاپ موفق یک شیء پیچیده بپردازند.
پژوهشگران قصد دارند در مراحل بعد، این فرآیند را با نرم‌افزار چاپ سه‌بعدی ادغام کنند تا نیازی به وارد کردن دستی پارامترها وجود نداشته باشد. علاوه بر این، پژوهشگران می‌خواهند گردش کار خود را با ترکیب کردن یک مدل ترمودینامیکی افزایش دهند که بخشی از چاپگر است و رشته‌های مواد را ذوب می‌کند.
این پژوهش در مجله «IMMI» به چاپ رسید.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: چاپگر سه بعدی چاپ سه بعدي شرکت های دانش بنیان فناوري نانو خورشیدگرفتگی دانشگاه اميركبير طور خودکار مورد استفاده چاپ سه بعدی نرم افزار برای چاپ ام آی تی یک ماده داده ها یک چاپ
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۴۰۱۰۰۶۶۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
ساخت یک شعله سه بعدی از سیاهچاله با استفاده هوش مصنوعی
دانشمندان از هوش مصنوعی برای ساخت مدلی سه بعدی از انفجار انرژی یا شعله استفاده کردند که در اطراف سیاهچاله مرکزی در کهکشان راه شیری "Sagittarius" (Sgr A*) رخ داده است.
این نمونه سه بعدی می‌تواند به دانشمندان در توسعه تصویری واضح‌تر از محیط متلاطمی که به طور کلی در اطراف سیاهچاله‌ها شکل می‌گیرد، کمک کند.
ماده‌ای که به دور Sagittarius A* می‌چرخد در ساختاری مسطح به نام «دیسک برافزایشی» قرار دارد که می‌تواند به صورت دوره‌ای مشتعل شود.
این شعله‌ها در طیف وسیعی از طول‌موج‌های نور، از پرتو‌های ایکس پرانرژی گرفته تا امواج مادون قرمز و رادیویی کم‌انرژی رخ می‌دهند.
شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ای نشان می‌دهد که شعله‌ای که توسط آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) در ۱۱ آوریل ۲۰۱۷ مشاهده شد، از دو نقطه روشن از مواد متراکم در قرص برافزایشی Sagittarius A*، که هر دو رو به زمین هستند، سرچشمه می‌گیرد.
این نقاط روشن به دور سیاهچاله‌ای عظیم می‌چرخند که جرم آن حدود ۴.۲ میلیون برابر جرم خورشید است، در حالی که حدود نیمی از فاصله زمین و خورشید که حدود ۴۷ میلیون مایل (۷۵ میلیون کیلومتر) است از هم جدا شده است.
بازسازی این شعله‌های سه‌بعدی از داده‌های رصدی آسان نیست، به گونه‌ای که این تیم به رهبری آویاد لویس، دانسمند موسسه تکنولوژی کالیفرنیا، یک تکنیک تصویربرداری جدید به نام «توموگرافی قطبی مداری» را پیشنهاد کردند. این روش هیچ تفاوتی با توموگرافی کامپیوتری پزشکی یا سی تی اسکن که در بیمارستان‌های سراسر جهان انجام می‌شود ندارد.
قوس A* در قلب کهکشان راه شیری قرار دارد و آن را به نزدیکترین سیاهچاله ابرپرجرم و کاندیدای اصلی برای مطالعه چنین شعله‌هایی تبدیل می‌کند.
دانشمندان برای دستیابی به نتایج خود، به فیزیک از نظریه گرانش و نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۵ نگاه کردند، سپس آن مفاهیم را در مورد سیاهچاله‌های عظیم الجثه در یک شبکه عصبی به کار برده و برای ایجاد مدل Sgr A* استفاده کردند.
منبع: الیوم السابع
باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم
تداوم بارندگیها در کشور / دمای هوا در بعضی مناطق کاهش مییابد