Trasduttori marini MITRE e Lithoz Advance con stampa 3D
Una varietà di trasduttori è stata creata tramite stampa 3D, spesso guidata da vibrazioni piezoelettriche e altre funzionalità per innovazioni come dispositivi di misurazione del cancro , parti per sistemi fotoacustici e monitoraggio del processo di stampa 3D . Ora, è stata stabilita una partnership industriale tra MITRE , MSI Transducers Corp. E Lithoz-America per creare un modello stampato in 3D per l’ulteriore sviluppo di trasduttori in applicazioni specifiche.
I trasduttori sono oggi utilizzati in molte applicazioni diverse, pensati per servire da efficienti convertitori di un elemento o misure come luce o pressione in un segnale elettrico. Questi dispositivi sono simili ai sensori, tranne per il fatto che invece di reagire a un cambiamento nell’ambiente, i trasduttori sono responsabili della traduzione di energia da un tipo a un altro. Utilizzati in molti settori, dall’automotive all’energia, ai medici, possono anche essere utilizzati in applicazioni marine come trasduttori acquatici.
I tre partner si sono riuniti (attraverso il programma Bridging Innovation di MITRE) poiché era necessaria la stampa di materiale piezoelettrico sul lato MITRE. Poiché MITER non disponeva dell’attrezzatura o dell’esperienza per completare lo sviluppo imminente e specifico per i trasduttori acquatici subacquei, la partnership fornirà le conoscenze dell’MSI in termini di elaborazione del materiale piezoelettrico, nonché di imballaggio e collaudo dei prodotti. Lithoz produce hardware AM, insieme a competenze nello sviluppo di materiali per la stampa 3D di materiali e geometrie piezoelettriche.
Trattare con un ambiente sottomarino può essere una sfida in ogni caso, e in precedenza spesso era possibile alimentare solo i trasduttori con batterie, impiegando sistemi non efficienti o sensibili quanto necessario. Con l’uso dei piezocompositi, tuttavia, c’è un trasferimento di energia molto migliore.
Dal sito Web MSI, compresa l’immagine: “MSI ha progettato trasduttori per resistere agli ambienti più severi normalmente incontrati nelle applicazioni industriali, comprese temperature che vanno da -40 ° C a> 150 ° C e pressioni fino a 25.000psi (170MPa). Le frequenze possono variare da 25kHz a oltre 1MHz. Inoltre, MSI è in grado di produrre array di linee e aree di grandi dimensioni o array di trasduttori a rulli per la scansione ad alta velocità di grandi aree di materiali industriali. “
Mentre finora ci sono state restrizioni commerciali per la creazione di tali strutture, i partner prevedono di utilizzare processi di produzione additiva per una maggiore flessibilità nella produzione. In effetti, qui utilizzeranno uno dei maggiori vantaggi della stampa 3D in quanto sono in grado di espandersi e produrre prototipi e prodotti migliorati.
Con l’ambizione di creare “trasduttori a forma di romanzo con proprietà aumentate”, il team prevede di evolversi ben oltre i limiti della tecnologia tipicamente usata in passato; ad esempio, si aspettano di aumentare la sensibilità con i materiali attraverso la stampa 3D, creando le strutture necessarie che possono essere progettate facilmente e modificate su richiesta e quindi ristampate rapidamente.
Lavorando come gruppo, sono in grado di tagliare i periodi di attesa normalmente richiesti poiché gli altri soggetti devono tornare indietro e riprodurre elementi che sono stati modificati a causa di difetti di progettazione o mancanza della funzionalità desiderata. Complessivamente, è possibile ottenere una maggiore convenienza, tempi di produzione più rapidi e prestazioni più elevate, oltre a stampare componenti e dispositivi più leggeri in molti casi, ma più resistenti.
E mentre stanno ancora cercando un “materiale di riferimento”, nel 2019 i partner hanno progettato, stampato e testato con successo il loro primo giro di campioni. Riferiscono che le valutazioni materiali e piezoelettriche hanno mostrato una qualità migliore rispetto ai metodi tradizionali e considerano tali risultati come una “pietra miliare del progetto”. Quest’anno inizieranno a concentrarsi sulla progettazione e il collaudo di forme e strutture nuove e complesse per migliorare le prestazioni negli ambienti acquatici. I partner stanno inoltre riferendo le loro ricerche e il loro successo agli sponsor della Marina.
