Pencetakan 3D Tautan Terkuat

Catatan Penulis:Tidak ada alat berat yang dirugikan dalam pembuatan posting blog ini. Hal yang sama tidak dapat dikatakan untuk prototipe mana pun yang dibahas di bawah — kami terlalu senang memecahkannya!

Magang musim panas di Markforged memiliki peluang luar biasa untuk bekerja pada teknologi pencetakan 3D canggih, dan salah satu manfaat besar dari lingkungan kerja kami adalah kebebasan untuk membiarkan kreativitas mereka berkembang, sambil memanfaatkan peternakan printer internal kami yang besar. Musim panas lalu, dua pekerja magang kami ingin mendorong batas material kami dan melihat seberapa banyak beban yang dapat mereka angkat dengan satu mata rantai yang diperkuat serat karbon. Mereka menargetkan mengangkat truk semen 10 ton sebagai tujuan desain mereka, dengan alasan bahwa printer 3D kekuatan industri harus mampu mengangkat kendaraan industri.

Desain awal mereka adalah tautan berdasarkan rantai tautan oval khas yang digambarkan pada gambar di bawah. Jenis rantai ini adalah geometri yang sangat umum sehingga merupakan titik awal alami dalam proses desain. Ukuran link untuk pengujian tarik dalam kapasitas 100 kN Instron 5582 Universal Testing Machine (UTM) yang terletak di Olin College of Engineering. Kapasitas beban alat berat yang tinggi memungkinkan kami menguji rantai rantai cetak 3D dengan bobot truk semen tanpa membahayakan alat berat apa pun.

Sebagai catatan tambahan yang benar-benar tangensial, jika Anda belum pernah melihat bagaimana rantai diproduksi, ini adalah contoh menarik dari teknik manufaktur yang cerdas, dan video dari How It's Made ini benar-benar memesona.

Saat pekerja magang kami mulai menguji beberapa prototipe awal, mereka dengan cepat menemukan bahwa apa yang berhasil untuk baja yang dikeraskan belum tentu berhasil untuk serat karbon. Karena mata rantai diproduksi seluruhnya dari isi Serat Konsentris, tulangan serat karbon sebagian besar menahan gaya pada arah tarik saja, dan saat rantai diregangkan, sisi rantai cenderung saling menekuk, menyebabkan rantai putus. jauh lebih awal dari yang seharusnya (untuk mempelajari lebih lanjut tentang mendesain dengan jenis pengisi serat kekuatan tinggi kami, lihat posting kami di sini dan di sini). Tautan rantai baja cenderung tidak gagal dengan cara yang sama karena memiliki sifat terarah, atau anisotropik, yang jauh lebih sedikit daripada tautan serat karbon.

Untuk mengatasi kegagalan prematur ini, mereka menambahkan anggota tulangan pusat untuk mencegah sisi dari tekuk. Akhirnya, mereka memulai apa yang ternyata menjadi cetakan 72 jam yang melibatkan enam gulungan serat karbon untuk versi final.

Saya dapat memberi tahu Anda apa yang terjadi saat kami memasangnya di Instron, tetapi Anda akan lebih senang menontonnya.