Миниатюрные мембранные насосы являются важнейшими компонентами в медицинских приборах, промышленной автоматизации и экологических системах, требующих точного управления жидкостью, долговечности и компактной конструкции. Интеграция3D-печать из нескольких материаловпроизвела революцию в их производстве, обеспечив беспрецедентную настройку и оптимизацию производительности. В этой статье рассматривается новаторское исследование MIT по 3D-печати из нескольких материалов для миниатюрных мембранных насосов, а также инновационный вкладPingCheng Motor, лидер в области передовых решений в области микронасосов.

---

1. Программное обеспечение для литейного производства Массачусетского технологического института: внедрение инноваций в проектирование изделий из различных материалов

На переднем крае этой революции находится Массачусетский технологический институт.Программное обеспечение для литейного производства, новаторский инструмент для проектирования многоматериальной 3D-печати. ​​Разработанный Лабораторией компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), Foundry позволяет инженерам назначать свойства материалов науровень вокселя(3D-пиксели), позволяющие точно контролировать механические, термические и химические характеристики в пределах одного компонента4.

Основные характеристики литейного производства

• Контроль градиента материала: Плавные переходы между жесткими и гибкими материалами (например, ТПУ и ПЛА) устраняют концентрацию напряжений в компонентах мембранного насоса.

• Дизайн, ориентированный на производительность: Алгоритмы оптимизируют распределение материалов для достижения таких целей, как сопротивление усталости (критично для насосов, подвергающихся миллионам циклов) и энергоэффективность14.

• Интеграция технологичности: Совместимость с многоматериальными принтерами, такими как MultiFab, проектирование и производство мостов Foundry, сокращение времени создания прототипов на 70%4.

В исследовании Массачусетского технологического института исследователи использовали Foundry для разработки мембранного насоса со следующими характеристиками:

• Края, армированные нержавеющей стальюдля обеспечения структурной целостности.

• Гибкие мембраны на основе силиконадля улучшенной герметизации.

• Теплопроводящие полимерные каналыдля рассеивания тепла во время высокоскоростной работы4.

---

2. Проблемы проектирования многоматериальных изделий и их решения

Совместимость материалов

Сочетание таких материалов, какПИК(для химической стойкости) иполимеры, армированные углеродным волокном(для прочности) требует тщательного термического и механического выравнивания. Подход MIT, основанный на данных, с использованиемБайесовская оптимизация, определили 12 оптимальных формул материалов всего за 30 экспериментальных итераций, расширив диапазон производительности в 288 раз.

Структурная оптимизация

• Оптимизация топологии: Алгоритмы удаляют материал с низким напряжением, снижая вес насоса на 25% при сохранении сопротивления давлению (-85 кПа)47.

• Методы предотвращения коробления: Исследования Массачусетского технологического института показали, что для высокотемпературных материалов, таких как ПЭЭК, температура сопла 400°C и степень заполнения 60% минимизируют деформацию7.

Пример использования: приложение PinCheng Motor

PingCheng Motor использовала многокомпонентную 3D-печать для разработки своего385 Микровакуумный насос, компактное решение для промышленной упаковки. Ключевые инновации включают:

• Диафрагма из двух материалов: ГибридФторполимер FKM(химическая стойкость) иPEEK, армированный углеродным волокном(высокая прочность), обеспечивающая более 15 000 часов работы без технического обслуживания7.

• Проектирование с поддержкой Интернета вещей: Встроенные датчики контролируют давление и температуру в режиме реального времени, обеспечивая возможность профилактического обслуживания с помощью алгоритмов искусственного интеллекта4.

---

3. Преимущества многоматериальной 3D-печати при производстве насосов

---

4. Будущие направления и влияние отрасли

• Открытие материалов с помощью искусственного интеллекта: Структура машинного обучения Массачусетского технологического института ускоряет идентификацию новых полимерных смесей, ориентируясь на такие приложения, каккоррозионно-стойкие насосыдля химической обработки1.

• Устойчивое производство: PinCheng Motor изучаеттермопластики, пригодные для вторичной переработкии децентрализованные производственные сети для сокращения отходов, вдохновленные такими проектами, как система «Metaplas» Лондонского университетского колледжа10.

• Умные насосы: Интеграциятермохромные материалы(для термочувствительного управления жидкостью) и самовосстанавливающиеся полимеры10.

---

Заключение

Слияние программного обеспечения Foundry Массачусетского технологического института и инженерного опыта PinCheng Motor демонстрирует преобразующий потенциал многоматериальной 3D-печати в производстве миниатюрных мембранных насосов. Благодаря оптимизации комбинаций материалов и использованию проектирования на основе искусственного интеллекта эта технология решает критические проблемы долговечности, эффективности и кастомизации.

Ознакомьтесь с инновационными насосными решениями PinCheng Motor:
Посетите официальный сайт PingCheng Motorчтобы открыть для себя передовые продукты, такие как385 Микровакуумный насоси индивидуальные услуги OEM/ODM.