يطور مهندسون من جامعة مين طريقة جديدة للتنبؤ بدقة أكبر بقوة الأجزاء الخفيفة المطبوعة ثلاثيًا الأبعاد. يُجري البحث في مركز الهياكل والمواد المركبة المتقدمة (ASCC) بالجامعة، بهدف التحكم في قوة جميع الأجزاء البلاستيكية تقريبًا، مما يساعد المصممين على صنع أجزاء أقوى وأكثر موثوقية.
يتكون فريق البحث من المهندس الباحث في ASCC فيليب بين، وأستاذ الهندسة الميكانيكية سينثيل فيل، وأستاذ الهندسة المدنية روبرتو لوبيز-أنيدو. نُشرت نتائج البحث في مجلة Progressive Additive Manufacturing، حيث جمع البحث بين النمذجة الحاسوبية المتقدمة والتجارب الفيزيائية لفهم أداء هذه الأجزاء تحت الضغط بشكل أكثر شمولاً.
ركّز الفريق على هياكل التعبئة الدورانية (gyroid infill)، وهي هياكل داخلية معقدة ومتكررة تُستخدم عادة في الطباعة ثلاثية الأبعاد لتقليل الوزن إلى أقصى حد مع الحفاظ على سلامة الهيكل. استخدموا محاكاة حاسوبية لتحليل استجابة الدورانيات للقوى المختلفة، وتم التحقق من هذه التنبؤات من خلال تجارب على نماذج أولية مطبوعة ثلاثية الأبعاد.
تساعد نتائج البحث في فهم كيفية تأثير هذه الأنماط الداخلية المعقدة على الأداء الكلي للجزء، وهو أمر يى يصعب تحقيقه بالطرق التحليلية التقليدية.
قال بين، أحد الباحثين الرئيسيين: «هذا العمل يتيح لنا تصميم الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد بثقة وكفاءة أكبر. من خلال معرفة القوة الدقيقة لهياكل التعبئة الحلزونية، يمكننا تقليل استخدام المواد وتحسين الأداء في مختلف الصناعات».
من المتوقع أن تفيد هذه الطريقة بشكل كبير صناعات الفضاء والسيارات ومعدات الطب التي تحتاج إلى مواد قوية وخفيفة الوزن.
