Ko te whakamahinga o te karaihe angiangi e oati ana ki te whakatutuki i nga momo mahi i roto i te umanga hanga. I tua atu i nga painga o te taiao o te whakamahi pai ake i nga rauemi, ka taea e nga kaihoahoa te whakamahi i te karaihe angiangi ki te whakatutuki i nga tohu hou o te herekore hoahoa. I runga i te ariā hanawiti, ka taea te whakakotahi i te karaehe angiangi ngawari me te ukoro waerau-tuwhera-a-3D kua taia kia tino pakari me te mama.
huānga hiato. Ko tenei tuhinga e whakaatu ana i te nganatanga torotoro ki te hanga matihiko o nga panui angiangi o te karaihe-composite façade ma te whakamahi i nga robots ahumahi. Ka whakamāramahia te ariā o te whakarorohiko i nga rerengamahi wheketere-ki-wheketere, tae atu ki te hoahoa awhina rorohiko (CAD), miihini (CAE), me te hanga (CAM). Ko te rangahau e whakaatu ana i te tukanga hoahoa parametric e taea ai te tuitui i nga taputapu tātari matihiko.
I tua atu, ko tenei tukanga e whakaatu ana i te kaha me nga wero o te hanga matihiko i nga panui hiato karaihe angiangi. Ko etahi o nga mahi whakangao e mahia ana e te ringa karetao ahumahi, penei i te whakangao taapiri-whakaahua nui, te miihini mata, te whakapiri me nga tikanga huihuinga, kua whakamaramahia i konei. Ka mutu, mo te wa tuatahi, kua puta te maaramatanga hohonu ki nga ahuatanga miihini o nga panui hiato na roto i nga whakamatautau me nga rangahau tau me te arotake i nga ahuatanga miihini o nga panui hiato i raro i te utaina o te mata. Ko te kaupapa whanui mo te hoahoa matihiko me te rerenga mahi tito, tae atu ki nga hua o nga rangahau whakamatautau, he turanga mo te tuitui ano i nga tikanga whakamaarama ahua me nga tikanga tātari, tae atu ki te whakahaere rangahau miihini nui mo nga rangahau a muri ake nei.
Ko nga tikanga hanga matihiko ka taea e tatou te whakapai ake i te whakaputanga ma te whakarereke i nga tikanga tuku iho me te whakarato huarahi hoahoa hou [1]. Ko nga tikanga hanga whare tawhito ka kaha ki te whakamahi rawa i nga rawa i runga i te utu, te ahuahanga taketake, me te haumaru. Ma te nuku hangahanga ki nga wheketere, ma te whakamahi i nga hangahanga modular me nga karetao hei whakatinana i nga tikanga hoahoa hou, ka taea te whakamahi i nga rawa me te kore e whakararu i te haumaru. Ko te hanga matihiko ka taea e tatou te whakawhanui i o tatou whakaaro hoahoa ki te hanga i nga momo ahua ahua ahua kanorau ake, pai me te hiahia. Ahakoa kua whakarorohikohia nga mahi hoahoa me te tatau, ko te hanga me te whakahiato kei te mahi a ringa i nga tikanga tuku iho. Kia kaha ake te uaua o nga hanganga hanga kore utu, kei te kaha haere nga mahi whakangao matihiko. Ko te hiahia mo te herekore me te ngawari o te hoahoa, ina koa ka tae mai ki nga ahua o te mata, kei te tipu haere tonu. I tua atu i te ahua o te tirohanga, ka taea ano e koe te hanga i nga hanganga pai ake, hei tauira, ma te whakamahi i nga paanga o te membrane [2]. I tua atu, ko te kaha nui o nga mahi whakangao mamati kei roto i to raatau kaha me te kaha ki te arotautanga hoahoa.
Ka tirotirohia e tenei tuhinga me pehea te whakamahi hangarau matihiko ki te hoahoa me te hanga i tetahi papahanga mata hiato auaha kei roto i te matua polymer kua oti te hanga me nga panui angiangi o waho. I tua atu i nga ahuatanga hoahoanga hou e pa ana ki te whakamahi karaehe angiangi, ko nga paearu o te taiao me te ohaoha he mea nui mo te whakamahi iti rawa o nga rawa hei hanga i te kopaki whare. Na te huringa o te rangi, te kore rawa o nga rawa me te pikinga o nga utu hiko a meake nei, me mohio ake te whakamahi karaihe. Ko te whakamahinga o te karaehe angiangi iti iho i te 2 mm te matotoru mai i te ahumahi hiko ka marama te mata o te mata me te whakaiti i te whakamahinga o nga rauemi mata.
Na te ngawari o te karaehe angiangi, ka whakatuwherahia nga huarahi hou mo nga tono hoahoanga me te wa ano he wero miihini hou [3,4,5,6]. Ahakoa he iti noa te whakatinanatanga o nga kaupapa whaanui ma te karaihe angiangi, kei te kaha haere te whakamahi karaehe angiangi i roto i nga mahi a-iwi me nga rangahau hoahoanga. Na te kaha o te karaehe angiangi ki te rerekee elastic, ko tana whakamahinga i roto i nga whaanui e hiahia ana ki nga otinga hanganga whakakaha [7]. I tua atu i te whakamahi i te awe o te membrane na te ahua o te kohanga [8], ka taea hoki te whakanui ake i te wa o te inertia e te hanganga paparanga maha kei roto i te matua polymer me te karaehe angiangi o waho. Ko tenei huarahi kua oati mai na te whakamahinga o te matua polycarbonate maramara, he iti ake te mato i te karaihe. I tua atu i nga mahi miihini pai, i tutuki etahi atu paearu haumaru [9].
Ko te huarahi i roto i te rangahau e whai ake nei e ahu mai ana i runga i te kaupapa kotahi, engari ma te whakamahi i te uho translucent pore-tuwhera. Ka whakamanahia e tenei he tohu teitei ake o te herekore ahuahanga me nga waahanga hoahoa, tae atu ki te whakaurunga o nga mahi tinana o te whare [10]. Ko enei panui hiato kua tino whai hua ki te whakamatautau miihini [11] me te oati ki te whakaiti i te nui o te karaihe e whakamahia ana ki te 80%. Kaore tenei e whakaiti noa i nga rauemi e hiahiatia ana, engari ka tino whakaitihia te taumaha o nga panui, na reira ka piki ake te pai o te hanganga o raro. Engari ko nga momo hanga hou e hiahia ana ki nga momo hanga hou. Ko nga hanganga pai e hiahia ana ki nga tukanga hanga pai. Ko te hoahoa matihiko ka whai waahi ki te hanga matihiko. Kei te haere tonu tenei tuhinga i nga rangahau o mua a te kaituhi ma te whakaatu i tetahi rangahau mo te mahi whakangao mamati o nga panui hiato karaihe angiangi mo nga robots ahumahi. Ko te aro nui ki te whakamamati i te rerenga mahi-ki-wheketere o nga tauira tauira-nui tuatahi hei whakanui ake i te mahi aunoatanga o te mahi whakangao.
Ko te papa hiato (Whakaahua 1) e rua nga whakakikorua karaehe angiangi kua takai huri noa i te matua polymer AM. Ko nga wahanga e rua e hono ana ki te kopa. Ko te kaupapa o tenei hoahoa ko te tohatoha i te kawenga ki runga i te waahanga katoa kia pai ai. Ko nga wa piko ka waihanga i nga taumahatanga noa i roto i te anga. Ko nga kaha o te taha ka puta te taumahatanga kutikuti i roto i nga hononga matua me nga hononga whakapiri.
Ko te paparanga o waho o te hanga hanawiti he karaehe kikokore. Ko te tikanga, ka whakamahia te karaihe silicate houra-kokota. Ma te matotoru o te whaainga <2 mm, ka eke te tukanga whakamahana waiariki ki te rohe hangarau o naianei. Ko te karaehe aluminosilicate kua whakakaha matū ka whakaarohia he tino pai mena ka hiahiatia he kaha ake na te hoahoa (hei tauira, nga panui matao takai) te whakamahi ranei [12]. Ko te tuku marama me nga mahi whakamarumaru taiao ka whakakiia e nga taonga miihini pai penei i te pai o te aukati raraku me te taumata teitei o te Young's modulus i whakaritea ki etahi atu rauemi e whakamahia ana i roto i nga hiato. Na te iti o te rahi e waatea ana mo te karaehe angiangi whakakaha matū, i whakamahia nga panui o te karaihe houra-kokota 3 mm te matotoru hei hanga i te tauira tauira-nui tuatahi.
Ko te hanganga tautoko e kiia ana he waahanga ahua o te papa hiato. Tata ki nga huanga katoa ka pa ki a ia. He mihi ki te tikanga whakangao taapiri, koinei hoki te pokapū o te mahi whakangao mamati. Ka tukatukahia nga Thermoplastics ma te whakakotahi. Ma tenei ka taea te whakamahi i te maha o nga polymers rereke mo nga tono motuhake. Ko te topology o nga huānga matua ka taea te hoahoa me te aro nui ki a raatau mahi. Mo tenei kaupapa, ka taea te wehewehe i te hoahoa ahua ki nga waahanga hoahoa e wha e whai ake nei: te hoahoa hanganga, te hoahoa mahi, te hoahoa rerehua, me te hoahoa hanga. Ka taea e ia waahanga nga kaupapa rereke, ka taea te arahi ki nga topologies rereke.
I te wa o te ako tuatahi, i whakamatauria etahi o nga hoahoa matua mo te pai o to raatau hoahoa [11]. Mai i te tirohanga miihini, he tino whai hua te wahanga-toru o te mata matua o te gyroscope. Ma tenei ka nui te aukati miihini ki te piko i te iti rawa o te kohi rauemi. I tua atu i nga hanganga taketake pūkoro ka whakaputahia i nga rohe o te mata, ka taea hoki te hanga te topology e etahi atu tikanga rapu ahua. Ko te whakatipu raina ahotea tetahi o nga huarahi ka taea ki te arotau i te pakari i te taumaha iti rawa atu [13]. Engari, ko te hanganga o te honikoma, e whakamahia nuitia ana i roto i nga hanga hanawiti, kua whakamahia hei timatanga mo te whanaketanga o te raina whakaputa. Ko tenei ahua taketake e arahi ana ki te ahunga whakamua i roto i te mahi, ina koa na roto i nga kaupapa huarahi taputapu ngawari. Ko tana whanonga i roto i nga panui hiato kua tino rangahaua [14, 15, 16] a ka taea te whakarereke i te ahua i roto i nga huarahi maha ma te taapiri, ka taea hoki te whakamahi mo nga ariā arotautanga tuatahi.
He maha nga polymers thermoplastic hei whakaaro i te wa e whiriwhiri ana i te polymer, i runga i te tukanga tangohanga i whakamahia. Ko nga rangahau tuatahi mo nga mea iti-iti kua whakaitihia te maha o nga polymers e whakaarohia ana e tika ana mo te whakamahi i roto i nga waahanga [11]. Ko te Polycarbonate (PC) kei te oati na te kaha o te wera, te aukati UV me te tino pakari. Na te nui o te haumi hangarau me te putea e hiahiatia ana hei tukatuka i te polycarbonate, i whakamahia te ethylene glycol polyethylene terephthalate (PETG) whakarereketia hei whakaputa i nga tauira tuatahi. He tino ngawari ki te tukatuka i nga pāmahana iti me te iti o te raru o te ahotea waiariki me te rereke o nga waahanga. Ko te tauira e whakaatuhia ana i konei he mea hanga mai i te PETG hangarua e kiia nei ko PIPG. I whakamarokehia te rauemi i te 60 ° C mo te iti rawa i te 4 haora ka tukatukahia ki roto i nga granules me te ihirangi muka karaihe o te 20% [17].
Ka whakaratohia e te whakapiri he hononga kaha i waenga i te hanganga matua polymer me te taupoki karaihe angiangi. I te wa e tukuna ana nga panui hiato ki nga taumahatanga piko, ka paheke nga hononga piri ki te ahotea kutikuti. Na reira, he pai ake te whakapiri kaha ake, ka whakaiti pea i te paheketanga. Ka awhina ano nga taapiri maamaa ki te whakarato i te kounga tirohanga teitei ina piri ki te karaihe maamaa. Ko tetahi atu mea nui i te wa e whiriwhiri ana i te whakapiri ko te hangahanga me te whakauru ki nga mahi whakaputa aunoa. I konei ka taea e nga whakapiri whakamaori UV me nga wa whakamaarama ngawari te ngawari te tuunga o nga paparanga hipoki. I runga i nga whakamatautau tuatahi, i whakamatauria he raupapa o nga piripiri mo to raatau pai mo nga panui hiato karaihe angiangi [18]. Loctite® AA 3345™ UV acrylate curable [19] i kitea he tino pai mo te mahi e whai ake nei.
Hei painga ki nga mahi hanga taapiri me te ngawari o te karaihe angiangi, i hangaia te katoa o te mahi kia mahi mamati me te parametrical. Ka whakamahia te Grasshopper hei atanga hotaka whakaata, hei karo i nga hononga i waenga i nga kaupapa rereke. Ko nga marautanga katoa (te hangarau, te miihini me te hanga) ka tautoko me te whakakii tetahi ki tetahi i roto i te konae kotahi me nga urupare tika mai i te kaiwhakahaere. I tenei wahanga o te rangahau, kei te whanake tonu te rerenga mahi me te whai i te tauira e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2. Ka taea te whakarōpūhia nga momo whaainga ki nga waahanga i roto i nga marautanga.
Ahakoa ko te hanga i nga panui hanawiti i roto i tenei pepa kua mahi aunoa ma te hoahoa-a-kaiwhakamahi me te whakarite tito, ko te whakauru me te whakamana o nga taputapu miihini takitahi kaore ano kia tino tutuki. I runga i te hoahoa parametric o te ahuahanga mata, ka taea te hoahoa i te anga o waho o te whare ki te taumata tonotono (facade) me te meso (panui mata). I te tuarua o nga mahi, ko te whainga o te urupare a te miihini ki te arotake i te haumaru me te pai me te kaha o te hanga pakitara arai. Ka mutu, kua reri nga panui ka puta mo te hanga matihiko. Ka tukatukahia e te kaupapa te hanganga matua i whakawhanakehia i roto i te G-waehere ka taea e te miihini te panui me te whakarite mo te hanga taapiri, te tukatuka i muri i te tangohanga me te honohono karaihe.
Ka whakaarohia te tukanga hoahoa i nga taumata rereke e rua. I tua atu i te mea ko te ahua tonotono o nga whaanui ka pa ki te ahuahanga o ia paewhiri hiato, ka taea hoki te hoahoa te topology o te matua ki te taumata meso. I te wa e whakamahi ana i te tauira whaanui parametric, ka taea te awe i te ahua me te ahua o nga waahanga o te whaanui tauira ma te whakamahi i nga riipene e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3. Na, ko te mata katoa kei roto i te mata tauinei tautuhi-kaiwhakamahi ka taea te whakakino ma te whakamahi i nga kaikawe tohu me te whakarereke ma te e tohu ana i te iti me te taumata teitei o te rerekee. Ma tenei ka nui te ngawari o te hoahoa o nga kopaki whare. Heoi, ko tenei tohu o te herekore he iti noa e nga here hangarau me te hangahanga, ka takarohia e nga algorithms i te waahanga miihini.
I tua atu i te teitei me te whanui o te whaanui katoa, ka whakatauhia te wehewehenga o nga panui whaanui. Mo nga panui whaanui takitahi, ka taea te whakamarama ake i te taumata meso. Ka pa tenei ki te topology o te hanganga matua ake, me te matotoru o te karaihe. Ko enei taurangi e rua, me te rahi o te panui, he hononga nui ki te whakatauira miihini miihini. Ko te hoahoa me te whanaketanga o te taumata tonotono me te meso katoa ka taea te whakahaere i runga i te arotautanga i roto i nga waahanga e wha o te hanganga, te mahi, te rerehua me te hoahoa hua. Ka taea e nga kaiwhakamahi te whakawhanake i te ahua me te ahua o te kopaki whare ma te whakarite i enei waahanga.
Ko te kaupapa e tautokohia ana e te waahanga miihini ma te whakamahi i te kopae urupare. Ki tenei mutunga, kua tautuhia nga whaainga me nga tikanga rohe i roto i te waahanga arotautanga e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2. Ka whakaratohia e ratou nga huarahi e taea ana te hangarau, te pai o te tinana, me te haumaru ki te hanga mai i te tirohanga hangarau, he nui te paanga ki te hoahoa. Koinei te timatanga mo nga momo taputapu ka taea te whakauru tika ki te Grasshopper. I etahi atu tirotirohanga, ka taea te arotake i nga taonga miihini ma te whakamahi i te Finite Element Analysis (FEM), tae noa ki nga tatauranga tātari.
I tua atu, ka taea e nga rangahau iraruke o te ra, te tātari-a-rangi-a-rangi, me te whakatauira te roanga o te ra ka taea te arotake i te paanga o nga panui hiato ki te hanga ahupūngao. He mea nui kia kaua e whakawhäitihia te tere, te pai me te ngawari o te mahinga hoahoa. Na, ko nga hua i puta mai i konei kua hoahoatia hei whakarato i etahi atu arataki me te tautoko mo te mahi hoahoa, a, ehara i te mea hei whakakapi mo te tātaritanga me te tika i te mutunga o te mahi hoahoa. Ko tenei mahere rautaki e whakatakoto ana i te turanga mo etahi atu rangahau mo nga hua kua kitea. Hei tauira, he iti noa te mohio mo te whanonga miihini o nga panui hiato i raro i nga momo kawenga me nga tikanga tautoko.
Kia oti te hoahoa me te miihini, kua reri te tauira mo te hanga matihiko. Ka wehewehea te mahinga hangahanga kia wha nga waahanga iti (Fig. 4). Tuatahi, ko te hanganga matua he mea hanga taapiri ma te whakamahi i te whare ta robotic 3D nui. Ka mirahia te mata ma te whakamahi i taua punaha robotic hei whakapai ake i te kounga o te mata e hiahiatia ana mo te pai o te honohono. I muri i te mira, ka whakamahia te whakapiri ki te taha o te hanganga matua ma te whakamahi i te punaha whakangao i hangaia i runga i te punaha karetao e whakamahia ana mo te mahi ta me te mira. Ka mutu, ka whakauruhia te karaihe ka whakatakotoria i mua i te whakamahana UV o te hononga hono.
Mo te hanga taapiri, me whakamaori te topology o te hanganga o raro ki te reo miihini CNC (GCode). Mo nga hua orite me te kounga teitei, ko te whainga kia taia ia paparanga me te kore e taka te puha extruder. Ma tenei ka aukati i te pehanga ohorere i te timatanga me te mutunga o te nekehanga. Na reira, i tuhia he tuhinga whakangao haere tonu mo te tauira pūtau e whakamahia ana. Ma tenei ka hanga he polyline parametric tonu he rite nga timatanga me nga pito mutunga, e urutau ana ki te rahi o te panui kua tohua, te maha me te rahi o nga honikoma i runga i te hoahoa. I tua atu, ka taea te tautuhi i nga tawhā penei i te whanui raina me te teitei o te raina i mua i te whakatakoto i nga raina ki te whakatutuki i te teitei e hiahiatia ana o te hanganga matua. Ko te mahi e whai ake nei i roto i te tuhinga ko te tuhi i nga whakahau G-waehere.
Ka mahia tenei ma te tuhi i nga taunga o ia waahi i runga i te raina me etahi atu korero miihini penei i etahi atu toki e tika ana mo te tuunga me te whakahaere rōrahi extrusion. Ko te hua G-waehere ka taea te whakawhiti ki nga miihini whakaputa. I roto i tenei tauira, ka whakamahia te ringa robot Comau NJ165 i runga i te raina raina hei whakahaere i te extruder CEAD E25 e ai ki te G-code (Whakaahua 5). Ko te tauira tuatahi i whakamahia te PETG i muri i te ahumahi me te ihirangi muka karaihe o te 20%. Mo nga whakamatautau miihini, he tata te rahi o te whaainga ki te rahi o te umanga hanga, na ko nga rahi o te waahanga matua ko te 1983 × 876 mm me te 6 × 4 nga honi honi. 6 mm me te 2 mm te teitei.
Kua whakaatuhia e nga whakamatautau tuatahi he rereke te kaha o te whakapiri i waenga i te kapia me te kapia ta 3D i runga i ona ahuatanga o te mata. Ki te mahi i tenei, ka whakapirihia nga tauira whakamatautau whakangao taapiri, ka whakakikoruatia ranei ki te karaihe ka pa ki te maataki, ki te kutikuti ranei. I te wa o te tukatuka miihini tuatahi o te mata polymer ma te mira, ka tino piki te kaha (Fig. 6). I tua atu, ka whakapai ake i te papatahi o te matua me te aukati i nga koha i puta mai i te whakahekenga nui. Ko te LOCTITE® AA 3345™ [19] acrylate ka taea te rongoa i konei he tairongo ki nga tikanga tukatuka.
I te nuinga o nga wa ka nui ake te rereketanga o te paerewa mo nga tauira whakamatautau here. Whai muri i te hanga taapiri, ka mira te hanganga matua ki runga i te miihini mira tohu. Ko te G-waehere e hiahiatia ana mo tenei mahi he mea hanga aunoa mai i nga ara utauta kua oti te hanga mo te mahi tuhi 3D. Ko te hanganga matua me tuhi kia paku teitei ake i te teitei o te matua. I tenei tauira, kua whakahekehia te hanganga matua 18 mm ki te 14 mm.
Ko tenei waahanga o te mahi whakangao he wero nui mo te miihini katoa. Ko te whakamahi i nga taapiri ka nui te hiahia mo te tika me te tika o nga miihini. Ka whakamahia te pneumatic dosing system ki te whakamahi i te whakapiri i te taha o te hanganga matua. Ka arahina e te robot i runga i te mata mira i runga i te huarahi taputapu kua tautuhia. Ka kitea ko te whakakapi i te pito tuku tuku iho ki te paraihe he tino pai. Ma tenei ka taea te tuku i nga piriti pokey iti kia rite ki te rōrahi. Ko tenei moni ka whakatauhia e te pehanga o te punaha me te tere o te robot. Mo te tino tika me te kounga hononga teitei, ka pai ake te tere haere o te 200 ki te 800 mm/min.
Ko te kiriaku me te pokey toharite o 1500 mPa*s i whakamahia ki te pakitara o te matua polymer 6 mm te whanui ma te whakamahi i te paraihe tote me te diameter o roto o 0.84 mm me te whanui paraihe o te 5 i te pehanga o te 0.3 ki te 0.6 mbar. mm. Ka horahia te whakapiri ki runga i te mata o te tïpako, ka hanga he paparanga 1 mm te matotoru na runga i te taumahatanga o te mata. Ko te whakatau tika mo te matotoru o te whakapiri kaore e taea te mahi aunoa. Ko te roanga o te tukanga he paearu nui mo te whiriwhiri i te whakapiri. Ko te hanganga matua i hangaia i konei he 26 m te roa o te ara, no reira he 30 ki te 60 meneti te waa tono.
I muri i te tono i te whakapiri, whakauruhia te matapihi-rua ki te waahi. Na te iti o te matotoru o nga rawa, kua kaha kee te karaehe angiangi i ona ake taumaha, na reira me whakanoho kia rite. Mo tenei, ka whakamahia nga kapu momi karaihe pneumatic me nga kapu momi kua marara. Ka whakanohoia ki runga i te waahanga ma te whakamahi i te warou, a kei te heke mai ka tuu tika ma te whakamahi i nga karetao. Ko te pereti karaihe he mea whakarara ki te mata o te matua i runga i te paparanga piri. Na te taumaha mama ake, he pereti karaihe taapiri (4 ki te 6 mm te matotoru) ka piki ake te pehanga ki runga.
Ko te hua ko te makuku katoa o te mata karaihe ki te taha o te hanganga matua, ka taea te whakatau mai i te tirohanga tuatahi o nga rereketanga tae ka kitea. Ko te tukanga tono ka whai paanga nui ki te kounga o te hononga hono whakamutunga. Kia herea, kaua e nekehia nga panui karaihe na te mea ka kitea te toenga piri ki runga i te karaihe me nga hapa o te paparanga piri. Ka mutu, ka rongoahia te whakapiri ki te radiation UV i te roangaru 365 nm. Ki te mahi i tenei, ka tukuna he rama UV me te kaha o te kaha o te 6 mW/cm2 ki runga i te mata whakapiri katoa mo te 60 s.
Ko te ariā o nga panui hiato karaehe angiangi ngawari me te whakahiato me te matua polymer kua oti te hanga taapiri e korerohia ana i konei mo te whakamahi i nga waahi kei te heke mai. No reira, me ū nga panui hiato ki nga paerewa e tika ana me te whakatutuki i nga whakaritenga mo nga rohe here ratonga (SLS), nga rohe kaha mutunga (ULS) me nga whakaritenga haumaru. No reira, me noho haumaru, kia kaha, kia pakari hoki nga awhi hiato ki te mau i nga taumahatanga (pēnei i te taumahatanga o te mata) kia kaua e pakaru, kia kore e tino rerekee. Hei whakatewhatewha i te whakautu miihini o nga panui hiato karaihe angiangi i hangaia i mua (penei i te korero i roto i te waahanga Whakamatau Miihini), i tukuna ki nga whakamatautau uta hau pera i whakaahuahia i te waahanga o muri.
Ko te kaupapa o te whakamatautau tinana ko te ako i nga ahuatanga miihini o nga panui hiato o nga pakitara o waho i raro i nga kawenga hau. I tenei mutunga, he mea hanga nga panui hiato he 3 mm te matotoru o te kaaahi o waho me te 14 mm te matotoru o te mea hanga taapiri (mai i te PIPG-GF20) i hangaia i runga ake nei ma te whakamahi i te whakapiri Henkel Loctite AA 3345 (Whakaahua 7 kei te taha maui). )). . Ka honoa nga panui hiato ki te anga tautoko rakau me nga tira whakarewa ka peia i roto i te anga rakau me nga taha o te hanganga matua. E 30 nga wiri i tuu ki te taha o te paenga o te panui (tirohia te raina pango i te taha maui i te Whakaahua 7) hei whakaputa i nga tikanga tautoko raina huri noa i te paenga kia tata tonu.
Katahi ka hiritia te anga whakamatautau ki te pakitara whakamatautau o waho ma te whakamahi i te pehanga hau, te momi hau ranei i muri o te papa hiato (Whakaahua 7, runga matau). Ka whakamahia he punaha honohono mamati (DIC) hei tuhi raraunga. Ki te mahi i tenei, ka hipokina te karaihe o waho o te papa hiato ki te pepa rapa angiangi kua taia ki runga me te tauira haruru pearline (Fig. 7, raro matau). Ka whakamahi a DIC i nga kamera e rua hei tuhi i te tuunga o nga tohu inenga katoa ki te mata karaihe katoa. E rua nga whakaahua mo ia hekona i hopukina ka whakamahia mo te arotake. Ko te pehanga i roto i te ruuma, e karapotia ana e nga awhi hiato, ka piki ake ma te powhiriwhiri i roto i te 1000 Pa te pikinga ake ki te uara teitei o te 4000 Pa, kia mau tonu ai ia taumata kawenga mo te 10 hēkona.
Ko te tatūnga-a-tinana o te whakamatautau ka whakaatuhia ano e te tauira tau he rite nga ine ahuahanga. Mo tenei, ka whakamahia te kaupapa nama Ansys Mechanical. Ko te hanga matua he mata matahanga ma te whakamahi i nga huānga hexagonal SOLID 185 me te 20 mm nga taha mo te karaihe me te SOLID 187 huānga tetrahedral me te 3 mm nga taha. Hei whakangwari ake i te whakatauira, i tenei wahanga o te rangahau, ka whakaarohia i konei ko te acrylate e whakamahia ana he tino pakari, he kikokore hoki, a, kua tautuhia hei here maaro i waenga i te karaihe me te mea matua.
Ko nga panui hiato kua whakaritea i roto i te raina tika i waho o te matua, a ka tukuna te panui karaihe ki te taumaha o te pehanga mata o te 4000 Pa. Ahakoa i whakaarohia nga ahuatanga kore-hangahanga i roto i te whakatauira, ko nga tauira rauemi raina anake i whakamahia i tenei waahanga o te ako. Ahakoa he whakaaro tika tenei mo te whakautu rapa o te karaehe (E = 70,000 MPa), e ai ki te pepa raraunga o te kaihanga o te rauemi matua polymeric (viscoelastic) [17], i whakamahia te stiffness linear E = 8245 MPa i ko te tātaritanga o naianei me ata whakaaro, ka akohia mo nga rangahau a meake nei.
Ko nga hua e whakaatuhia ana i konei ka arotakehia te nuinga mo nga rerekeetanga i nga uta hau nui rawa atu ki te 4000 Pa (=ˆ4kN/m2). Mo tenei, ko nga whakaahua i tuhia e te tikanga DIC i whakaritea ki nga hua o te whaihanga tau (FEM) (Fig. 8, raro matau). Ahakoa ka tatauhia he riaka tino pai o te 0 mm me nga tautoko raina "pai" i te rohe tapa (arā, te paenga paewhiri) i te FEM, me whai whakaaro te nuku-a-tinana o te rohe tapa i te wa e arotake ana i te DIC. Ko tenei na te whakaurunga me te rereke o te anga whakamatautau me ona hiri. Hei whakataurite, ko te nekehanga toharite i te rohe o te taha (te raina ma kua tohua i te Whakaahua 8) i tangohia mai i te nekehanga teitei i waenganui o te röpü. Ko nga nekehanga i whakatauhia e te DIC me te FEA ka whakatauritea i te Ripanga 1 ka whakaatu kauwhata ki te kokonga maui o runga o te Whakaahua 8.
Ko nga taumata kawenga e wha o te tauira whakamatautau i whakamahia hei tohu mana mo te aromatawai me te aromatawai i te FEM. Ko te nui o te nekehanga o te pokapū o te pereti hiato i roto i te ahua kaore i utaina i whakatauhia e nga inenga DIC i te taumata kawenga o 4000 Pa i te 2.18 mm. Ahakoa ka taea e nga nekehanga FEA i nga kawenga iti (tae atu ki te 2000 Pa) te whakaputa tika i nga uara whakamatautau, kaore e taea te tatau tika te pikinga-kore o te riaka i nga kawenga teitei.
Heoi ano, kua kitea e nga rangahau ka taea e nga panui hiato te tu atu i nga taumahatanga hau. Ko te tino pakari o nga panui mama ka tino kitea. Ma te whakamahi i nga tatauranga tātari i runga i te ariā raina o nga papa Kirchhoff [20], ko te rereke o te 2.18 mm i te 4000 Pa e rite ana ki te rereke o te pereti karaihe kotahi 12 mm te matotoru i raro i nga tikanga rohe. Ko te mutunga, ko te matotoru o te karaihe (he kaha te kaha ki te whakaputa) i roto i tenei roopu hiato ka taea te whakaheke ki te 2 x 3mm karaihe, ka puta he penapena rawa o te 50%. Ko te whakaheke i te taumahatanga katoa o te röpü ka whai hua ake mo te whakahiato. Ahakoa ka ngawari te whakahaere i te papa hiato 30 kg e rua tangata, me whai tautoko hangarau te roopu karaihe 50 kg o mua kia neke haumaru. Kia tika ai te whakaatu i te whanonga miihini, me nui ake nga tauira tatau mo nga rangahau a muri ake nei. Ko te tātari huānga mutunga ka taea te whakarei ake me te maha atu o nga tauira rauemi kore raina mo te polymers me te whakatauira here piri.
Ko te whakawhanaketanga me te whakapai ake i nga tukanga matihiko he mahi nui ki te whakapai ake i nga mahi ohaoha me te taiao i roto i te umanga hanga. I tua atu, ko te whakamahinga o te karaehe angiangi i roto i nga whaanui e oati ana ki te penapena hiko me te penapena rawa me te whakatuwhera i nga huarahi hou mo te hoahoanga. Heoi, na te iti o te matotoru o te karaehe, ka hiahiatia nga otinga hoahoa hou hei whakakaha tika i te karaihe. Na reira, ko te rangahau e whakaatuhia ana i tenei tuhinga ka torotoro i te ariā o nga panui hiato i mahia mai i te karaehe angiangi me nga hanganga matua polymer 3D kua taia. Ko te katoa o nga mahi whakaputa mai i te hoahoa ki te hanga kua whakamamatitia me te mahi aunoa. Ma te awhina a Grasshopper, i hangaia he rerengamahi-ki-wheketere kia taea ai te whakamahi i nga panui hiato karaihe angiangi ki nga waahi kei te heke mai.
Ko te hanga o te tauira tuatahi i whakaatu i te whaihua me nga wero o te hanga robotic. Ahakoa kua pai te whakaurunga o te hanga taapiri me te tangohanga, ko te tono whakapiri aunoa me te whakahuihui, inaa he wero taapiri hei whakatika i nga rangahau a meake nei. Na roto i nga whakamatautau miihini tuatahi me te whakatauira rangahau huānga mutunga, kua whakaatuhia ko nga panui kaata maamaa me te angiangi e whakarato ana i te pakari o te piko mo o raatau tono whaanui, ahakoa i raro i nga ahuatanga taumaha o te hau. Ko te rangahau a nga kaituhi ka tuhura ake i te kaha o nga panui hiato karaihe angiangi kua oti te hanga matihiko mo nga tono mata me te whakaatu i te whai huatanga.
Ka mihi nga kaituhi ki nga kaitautoko katoa e pa ana ki tenei mahi rangahau. He mihi ki te kaupapa putea EFRE SAB i putea mai i nga moni a te Kotahitanga o Europi i runga i te ahua o te karaati No. 100537005. I tua atu, i mohiohia a AiF-ZIM mo te putea i te kaupapa rangahau Glasfur3D (nama tuku ZF4123725WZ9) i te mahi tahi me Glaswerkstätten Glas Ahne, nana i tautoko nui tenei mahi rangahau. Ka mutu, ko te Friedrich Siemens Laboratory me ona hoa mahi, ina koa ko Felix Hegewald me te kaiawhina tauira a Jonathan Holzerr, e whakaae ana ki te tautoko hangarau me te whakatinanatanga o te tito me te whakamatautau tinana i hanga te turanga mo tenei pepa.
Wā tuku: Akuhata-04-2023