Uporaba lesno-plastičnih kompozitov v tehnologiji 4D tiska

Les Pub Date : 2021-12-23 DOI:10.26614/les-wood.2021.v70n02a05

Daša Krapež Tomec, Aleš Straže, Matevž Kokot, Manja Kitek Kuzman, Mirko Kariž

{"title":"Uporaba lesno-plastičnih kompozitov v tehnologiji 4D tiska","authors":"Daša Krapež Tomec, Aleš Straže, Matevž Kokot, Manja Kitek Kuzman, Mirko Kariž","doi":"10.26614/les-wood.2021.v70n02a05","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Tridimenzionalni tisk (3D) z uporabo lesno-plastičnih filamentov je že dobro poznan, vse bolj pa se raziskuje tudi uporaba lesa v štiridimenzionalnem (4D) tisku. 4D tisk je razvijajoče se področje dodajalnih tehnologij, kjer s primerno zasnovo 3D tiskanja in uporabo ustreznih materialov naredimo izdelke, ki ob ustreznih zunanjih sprožilcih spreminjajo obliko in tvorijo dinamične strukture. Pri 4D tisku lahko higroskopnost lesa - običajno pojmovano kot njegovo pomanjkljivost - izkoristimo in zasnujemo izdelke, ki spremenijo obliko glede na spremembo klimatskih pogojev, predvsem vlažnost okolice. \nV raziskavi smo s FDM tehnologijo (modeliranje s spajanjem slojev) 3D tiska iz PLA (polimlečna kislina) in lesno-plastičnih filamentov (les-PLA) izdelali preizkušance z različnimi razmerji materialov, pri katerih smo spremljali odziv v spreminjajočih klimatskih pogojih. Za spremljanje spremembe oblike, kot je ukrivljanje, smo izdelali sestavljene preizkušance po principu bimetala (aktuatorje), kjer smo za pasivno plast (ob spremembi vlažnosti okolice ne spreminja svojih dimenzij) uporabili PLA, za aktivno plast (spreminja dimenzije ob spremembi vlažnosti okolice) pa les-PLA v različnih razmerjih debelin ter jih izpostavili laboratorijskim ter zunanjim pogojem. \nRezultati so pokazali, da dodatek lesa pri lesno-plastičnih kompozitih v spreminjajoči se klimi povzroča dimenzijske spremembe in s tem spremembe oblike načrtovanih aktuatorjev. Sprememba oblike je odvisna od razmerja debelin slojev materialov v dvoslojnem aktuatorju, od sorpcije vodne pare ter od vsebnosti lesa v uporabljenem lesno-plastičnem kompozitu.","PeriodicalId":52851,"journal":{"name":"Les","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2021-12-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Les","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26614/les-wood.2021.v70n02a05","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Tridimenzionalni tisk (3D) z uporabo lesno-plastičnih filamentov je že dobro poznan, vse bolj pa se raziskuje tudi uporaba lesa v štiridimenzionalnem (4D) tisku. 4D tisk je razvijajoče se področje dodajalnih tehnologij, kjer s primerno zasnovo 3D tiskanja in uporabo ustreznih materialov naredimo izdelke, ki ob ustreznih zunanjih sprožilcih spreminjajo obliko in tvorijo dinamične strukture. Pri 4D tisku lahko higroskopnost lesa - običajno pojmovano kot njegovo pomanjkljivost - izkoristimo in zasnujemo izdelke, ki spremenijo obliko glede na spremembo klimatskih pogojev, predvsem vlažnost okolice. V raziskavi smo s FDM tehnologijo (modeliranje s spajanjem slojev) 3D tiska iz PLA (polimlečna kislina) in lesno-plastičnih filamentov (les-PLA) izdelali preizkušance z različnimi razmerji materialov, pri katerih smo spremljali odziv v spreminjajočih klimatskih pogojih. Za spremljanje spremembe oblike, kot je ukrivljanje, smo izdelali sestavljene preizkušance po principu bimetala (aktuatorje), kjer smo za pasivno plast (ob spremembi vlažnosti okolice ne spreminja svojih dimenzij) uporabili PLA, za aktivno plast (spreminja dimenzije ob spremembi vlažnosti okolice) pa les-PLA v različnih razmerjih debelin ter jih izpostavili laboratorijskim ter zunanjim pogojem. Rezultati so pokazali, da dodatek lesa pri lesno-plastičnih kompozitih v spreminjajoči se klimi povzroča dimenzijske spremembe in s tem spremembe oblike načrtovanih aktuatorjev. Sprememba oblike je odvisna od razmerja debelin slojev materialov v dvoslojnem aktuatorju, od sorpcije vodne pare ter od vsebnosti lesa v uporabljenem lesno-plastičnem kompozitu.

查看原文本刊更多论文

木塑复合材料在4D打印技术中的应用

使用木塑细丝的三维（3D）打印已经是众所周知的，并且在四维（4D）打印中使用木材的研究越来越多。4D打印是添加剂技术的一个发展领域，通过适当的3D打印设计和使用适当的材料，我们可以创造出通过适当的外部触发器改变形状和形成动态结构的产品。在4D打印中，木材的吸湿性（通常被理解为其缺点）可以被开发和设计出根据不断变化的气候条件，特别是环境湿度而改变形状的产品。在这项研究中，我们使用FDM技术（通过连接层建模）从聚乳酸（PLA）和木塑细丝（木PLA）进行3D打印，以产生不同材料比例的测试，在测试中，我们监测了气候条件变化的响应。为了监测形状变化，如弯曲，我们制作了复合双金属试件（致动器），其中PLA用于无源层（当环境湿度变化时，它不会改变其尺寸）。对于活性层（随着环境湿度的变化而改变尺寸），具有不同厚度比并且暴露于实验室和外部条件的木PLA。结果表明，在气候变化的情况下，木塑复合材料中添加木材会导致尺寸变化，从而改变计划执行器的形状。形状的变化取决于两层致动器中材料层的厚度比、水蒸气的吸收以及所用木塑复合材料的木材含量。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Les

自引率

0.00%

发文量

审稿时长

4 weeks