Miniatiūriniai diafragminiai siurbliai yra labai svarbūs medicinos prietaisų, pramoninės automatikos ir aplinkos sistemų komponentai, kuriems reikalingas tikslus skysčių valdymas, patvarumas ir kompaktiška konstrukcija.daugiamedžiagis 3D spausdinimaspakeitė jų gamybą, suteikdamas precedento neturintį pritaikymą ir našumo optimizavimą. Šiame straipsnyje nagrinėjamas novatoriškas MIT vadovaujamas atvejo tyrimas apie daugiamedžiagį 3D spausdinimą miniatiūriniams diafragminiams siurbliams, kartu su novatorišku indėliu.PingCheng variklis, pažangių mikrosiurblių sprendimų lyderė.

---

1. MIT liejyklų programinė įranga: įgalina daugiamedžiagio dizaino inovacijas

Šios revoliucijos priešakyje yra MITLiejyklų programinė įranga, novatoriškas įrankis daugiamedžiagiam 3D spausdinimui projektuoti. MIT Kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto laboratorijos (CSAIL) sukurtas „Foundry“ leidžia inžinieriams priskirti medžiagų savybesvokselio lygis(3D pikseliai), leidžiantys tiksliai valdyti vieno komponento mechanines, šilumines ir chemines savybes4.

Pagrindinės liejyklos savybės

• Medžiagos gradiento valdymasSklandūs perėjimai tarp standžių ir lanksčių medžiagų (pvz., TPU ir PLA) pašalina įtempių koncentraciją diafragminio siurblio komponentuose.

• Našumu pagrįstas dizainasAlgoritmai optimizuoja medžiagų paskirstymą, siekdami tokių tikslų kaip atsparumas nuovargiui (labai svarbus siurbliams, kurie atlieka milijonus ciklų) ir energijos vartojimo efektyvumas14.

• Gamybiškumo integracijaSuderinamas su daugiamedžiagiais spausdintuvais, tokiais kaip „MultiFab“, „Foundry bridges“ projektavimas ir gamyba, todėl prototipų kūrimo laikas sutrumpėja 70 %.

MIT atvejo analizėje tyrėjai pasitelkė „Foundry“, kad sukurtų diafragminį siurblį su:

• Nerūdijančio plieno sustiprinti kraštaidėl struktūrinio vientisumo.

• Lanksčios silikono pagrindo membranossustiprintam sandarinimui.

• Termiškai laidūs polimeriniai kanalaikad išsklaidytų šilumą veikiant dideliu greičiu4.

---

2. Įvairių medžiagų projektavimo iššūkiai ir sprendimai

Medžiagų suderinamumas

Derinant tokias medžiagas kaipŽvilgsnis į akis(cheminiam atsparumui) iranglies pluoštu sustiprinti polimerai(dėl stiprumo) reikia kruopštaus šiluminio ir mechaninio suderinimo. MIT duomenimis pagrįstas metodas, naudojantBajeso optimizavimas, per vos 30 eksperimentinių iteracijų nustatė 12 optimalių medžiagų formulių, išplėsdamas našumo erdvę 288×1.

Struktūrinis optimizavimas

• Topologijos optimizavimasAlgoritmai pašalina mažai įtemptas medžiagas, sumažindami siurblio svorį 25 %, išlaikant atsparumą slėgiui (-85 kPa)47.

• Kovos su iškraipymu metodaiMIT tyrimai parodė, kad aukštos temperatūros medžiagoms, tokioms kaip PEEK, 400 °C antgalio temperatūra ir 60 % užpildymo greitis sumažino deformaciją7.

Atvejo analizė: „PinCheng Motor“ paraiška

PingCheng variklis pasitelkė daugiamedžiagį 3D spausdinimą, kad sukurtų savo385 Mikro vakuuminis siurblys, kompaktiškas pramoninio pakavimo sprendimas. Svarbiausios naujovės:

• Dviejų medžiagų diafragmaHibridasFKM fluoropolimeras(cheminis atsparumas) iranglies pluoštu sustiprintas PEEK(didelio stiprumo), užtikrinantis daugiau nei 15 000 valandų eksploatavimą be priežiūros7.

• Daiktų internetu pagrįstas dizainasIntegruoti jutikliai realiuoju laiku stebi slėgį ir temperatūrą, todėl dirbtinio intelekto algoritmai leidžia atlikti nuspėjamąją priežiūrą.

---

3. Įvairių medžiagų 3D spausdinimo privalumai siurblių gamyboje

---

4. Būsimos kryptys ir poveikis pramonei

• Dirbtiniu intelektu pagrįstas medžiagų atradimasMIT mašininio mokymosi sistema paspartina naujų polimerų mišinių identifikavimą, orientuodamasi į tokias sritis kaipkorozijai atsparūs siurbliaicheminiam apdorojimui 1.

• Tvari gamyba„PinCheng Motor“ tyrinėjaperdirbami termoplastikaiir decentralizuotus gamybos tinklus, skirtus atliekų mažinimui, įkvėptus tokių projektų kaip Londono universiteto koledžo „Metaplas“ sistema10.

• Išmanieji siurbliaiIntegracijatermochrominės medžiagos(temperatūrai jautriam skysčių valdymui) ir savaime atsistatantiems polimerams10.

---

Išvada

MIT „Foundry“ programinės įrangos ir „PinCheng Motor“ inžinerinės patirties derinys puikiai iliustruoja daugiamedžiagio 3D spausdinimo potencialą miniatiūrinių diafragminių siurblių gamyboje. Optimizuodama medžiagų derinius ir diegdama dirbtiniu intelektu pagrįstą dizainą, ši technologija sprendžia svarbiausius patvarumo, efektyvumo ir pritaikymo iššūkius.

Susipažinkite su novatoriškais „PinCheng Motor“ siurblių sprendimais:
Apsilankykite oficialioje „PingCheng Motor“ svetainėjeatrasti pažangiausius produktus, tokius kaip385 Mikro vakuuminis siurblysir pritaikytas OEM/ODM paslaugas.