Мініатюрні діафрагмові насоси є критично важливими компонентами медичних пристроїв, промислової автоматизації та екологічних систем, що вимагають точного контролю рідини, довговічності та компактної конструкції. Інтеграція...багатоматеріальний 3D-друкреволюціонізувала їхнє виробництво, забезпечивши безпрецедентну кастомізацію та оптимізацію продуктивності. У цій статті розглядається новаторське тематичне дослідження під керівництвом MIT щодо багатоматеріального 3D-друку мініатюрних діафрагмових насосів, а також інноваційний внесокМотор ПінгЧен, лідер у сфері передових рішень для мікронасосів.

---

1. Програмне забезпечення Foundry від MIT: забезпечення інновацій у багатоматеріальному дизайні

На передовій цієї революції знаходиться MITПрограмне забезпечення для ливарного виробництва, новаторський інструмент для багатоматеріального 3D-друку. Розроблений Лабораторією комп'ютерних наук та штучного інтелекту (CSAIL) Массачусетського технологічного інституту, Foundry дозволяє інженерам призначати властивості матеріалів на етапі...рівень вокселів(3D-пікселі), що дозволяє точно контролювати механічні, теплові та хімічні характеристики в межах одного компонента4.

Основні характеристики ливарного виробництва

• Контроль градієнта матеріалуПлавні переходи між жорсткими та гнучкими матеріалами (наприклад, TPU та PLA) усувають концентрацію напружень у компонентах діафрагмового насоса.

• Дизайн, орієнтований на продуктивністьАлгоритми оптимізують розподіл матеріалу для досягнення таких цілей, як стійкість до втоми (критично важлива для насосів, що проходять мільйони циклів) та енергоефективність14.

• Інтеграція технологічностіСумісний з багатоматеріальними принтерами, такими як MultiFab, проектування та виробництво мостів Foundry, скорочуючи час створення прототипів на 70%4.

У дослідженні Массачусетського технологічного інституту дослідники використовували Foundry для розробки діафрагмового насоса з:

• Краї, посилені нержавіючою сталлюдля структурної цілісності.

• Гнучкі мембрани на основі силіконудля посиленої герметизації.

• Теплопровідні полімерні каналидля розсіювання тепла під час роботи на високій швидкості4.

---

2. Проблеми та рішення багатоматеріального дизайну

Сумісність матеріалів

Поєднання матеріалів, таких якPEEK(для хімічної стійкості) таполімери, армовані вуглецевим волокном(для міцності) вимагає ретельного термічного та механічного вирівнювання. Підхід MIT, заснований на даних, використовуєБаєсівська оптимізація, визначили 12 оптимальних складів матеріалів лише за 30 експериментальних ітерацій, розширивши простір продуктивності на 288×1.

Структурна оптимізація

• Оптимізація топологіїАлгоритми видаляють матеріал з низьким навантаженням, зменшуючи вагу насоса на 25%, зберігаючи при цьому стійкість до тиску (-85 кПа)47.

• Методи боротьби з деформацієюДля високотемпературних матеріалів, таких як PEEK, дослідження MIT показали, що температура сопла 400°C та швидкість заповнення 60% мінімізують деформацію7.

Тематичне дослідження: Застосування PinCheng Motor

Мотор ПінгЧен використала багатоматеріальний 3D-друк для розробки своєї385 Мікровакуумний насос, компактне рішення для промислового пакування. Ключові інновації включають:

• Двоматеріальна діафрагмаГібридФторполімер FKM(хімічна стійкість) таPEEK, армований вуглецевим волокном(висока міцність), що забезпечує понад 15 000 годин роботи без обслуговування7.

• Дизайн з підтримкою Інтернету речейВбудовані датчики контролюють тиск і температуру в режимі реального часу, що дозволяє проводити прогнозне обслуговування за допомогою алгоритмів штучного інтелекту4.

---

3. Переваги багатоматеріального 3D-друку у виробництві насосів

---

4. Майбутні напрямки та вплив на галузь

• Виявлення матеріалів на основі штучного інтелектуСистема машинного навчання MIT прискорює ідентифікацію нових полімерних сумішей, орієнтуючись на такі застосування, яккорозійностійкі насосидля хімічної обробки1.

• Стале виробництвоPinCheng Motor досліджуєтермопластики, що підлягають переробціта децентралізовані виробничі мережі для зменшення відходів, натхненні такими проектами, як система «Metaplas» Університетського коледжу Лондона10.

• Розумні насосиІнтеграціятермохромні матеріали(для контролю рідини, що реагує на температуру) та самовідновлювальні полімери10.

---

Висновок

Поєднання програмного забезпечення Foundry від MIT та інженерного досвіду PinCheng Motor демонструє трансформаційний потенціал багатоматеріального 3D-друку у виробництві мініатюрних діафрагмових насосів. Завдяки оптимізації комбінацій матеріалів та впровадженню проектування на основі штучного інтелекту, ця технологія вирішує критичні проблеми довговічності, ефективності та налаштування.

Ознайомтеся з інноваційними рішеннями для насосів від PinCheng Motor:
Відвідайте офіційний веб-сайт PingCheng Motorвідкрити для себе передові продукти, такі як385 Мікровакуумний насоста індивідуальні послуги OEM/ODM.