Design strutturale a microcanali per un sensore super estensibile a base di metallo liquido a temperatura ambiente
I ricercatori hanno sviluppato un tipo insolito di sensore di deformazione che penso possa avere un effetto su alcuni tipi di futuri progetti stampati in 3D.
Esistono da tempo sensori di deformazione e sono stati spesso utilizzati in vari progetti di ingegneria, macchine o strutture. Tuttavia, la nuova ricerca ha sviluppato una nuova forma di sensore.
Il nuovo design coinvolge il metallo liquido, così come alcuni sensori di corrente, ma ora aggiunge un approccio litografico.
L’idea è di utilizzare un processo un po ‘simile a quello utilizzato per produrre microchip, ma realizzare un sensore con questi materiali. Ecco una panoramica del processo utilizzato dai ricercatori:
Il sensore di deformazione funziona rilevando una deformazione nella sua geometria, come mostrato da un cambiamento nella resistenza elettrica dei micro canali. Quindi un semplice circuito elettrico può essere utilizzato per leggere il sensore.
La nuova caratteristica di questo processo di sviluppo del sensore è che i sensori possono essere deformati in modo abbastanza grave. Spiegano:
“Anche se l’estensibilità era fino al 300%, questo sensore non appare in condizioni di forte stress, che può prevenire il cedimento per fatica, rendendo il sensore con un’elevata elasticità. Questo spiega il microcanale progettato in modo ragionevole che non danneggia la resistenza della struttura del substrato flessibile. Il microcanale mostra la deformazione dell’uniformità quando allungato, contribuendo a creare un eccezionale sensore di linearità e stabilire la relazione tra deformazione e variazione di resistenza. Inoltre, questo dispositivo non mostra sollecitazioni elevate quando piegato e attorcigliato, il che dimostra che questo dispositivo può raggiungere la funzione designata in modo robusto ed efficace, senza guasti a causa di danni da fatica elevati. “
Ecco alcuni esempi di quanto significativi possono essere trattati questi sensori:
Il mio pensiero è che questo tipo di sensore potrebbe farsi strada nel design 3D. Gli odierni progetti stampabili 3D avanzati utilizzano sempre più geometrie generate altamente complesse e queste, come qualsiasi parte, potrebbero richiedere sensori di deformazione.
In effetti, potrebbero richiederli più delle parti standard, poiché l’obiettivo di molti progetti complessi è ridurre il peso della parte senza perdere forza. In altre parole, di solito non c’è materiale “extra” per sostenere lo stress meccanico aggiuntivo.
Un metodo per creare un sensore che può assumere una varietà di forme e comunque funzionare potrebbe essere utilizzato in questi progetti complessi. Ho potuto vedere i disegni modificati per consentire l’inserimento di un sensore così flessibile, durante o dopo la stampa.
Ciò potrebbe diventare molto più importante quando l’industria delle stampanti 3D per l’edilizia si accorgerà finalmente dell’idea di geometrie insolite. Finora la maggior parte della stampa 3D per l’edilizia è costituita da semplici muri, a volte anche curvi! Ma quando i progetti diventano più complessi, potrebbe essere necessario incorporare sensori per garantire che siano sicuri a lungo termine.
