A termikus anyagok egy olyan típusú kompozit anyag, amely mesterségesen megtervezett struktúrákon keresztül szabályozza és szabályozza a hővezetést, és az utóbbi években számos területen nagyszerű alkalmazási potenciált mutattak. A termikus köpeny különösen a szem - fogás. Vezesse a hőáramot egy adott terület megkerülésére, így a terület "láthatatlan" a termálmezőben, ezáltal elérve a hőáramlás hatékony manipulációját.
A nem -konformális geometriai termikus meta -eszközök tervezésének és gyártásának területén azonban mindig sok kihívás volt. A hagyományos gyártási módszerek nyilvánvaló korlátozásokkal rendelkeznek, amikor a nagy szerkezeti integritású és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező komplex alkatrészekkel foglalkoznak. A nem -konformális hő tervezési célja - Az álhúsos metamátratok elvégzése a hagyományos geometriai formák bilincseinek megszakítása, hogy összetettebb hővezetési útvezérlést érjenek el, de az ebből eredő geometriai komplexitás növeli a gyártási nehézséget.
Tian Xiaoyong professzor a Xi'an Jiaotong Egyetemen a közelmúltban fontos előrelépést tett. Javasoltak egy folyamatos fémszálas - beágyazott 3D nyomtatási technológiát a nem -konformális hő előállításához - a véralvadási metamatereket. Ez a technológia egyesíti az Anyag Extruding (MEX) nyomtatási és fémbeágyazási folyamatokat a fém -polimer kompozit szerkezetek precíziós gyártásának elérése érdekében.
A gyártási folyamat során a csapat pontos számításokkal határozta meg az optimális anyagarányt és a beágyazási módszert. A nagy hővezetőképességű PLA és rézhuzalokat használtak egy kompozit szerkezet felépítéséhez, biztosítva, hogy az eszköz ideális anizotróp hővel - vezetési tulajdonságokkal rendelkezik. A folyamatinnováció és a paraméterek optimalizálása szempontjából a csapat számos innovatív folyamatot dolgozott ki, amelyek a tiszta polimer extrudálás és a huzal beágyazásának független és pontos ellenőrzését érte el. Ez az intézkedés megoldotta az interfészkötési problémát a hagyományos kompozit 3D nyomtatás során, amelyet az anyag olvadási pontjai közötti különbség okozott. A csapat elősegíti a fém és a polimer közötti szoros kötődést azáltal, hogy pontosan szabályozza a fúvóka hőmérsékletét és beágyazza a nyomást, kiküszöböli a feldolgozási lépéseket, és bevezeti a beágyazási juttatási számítási képletet és a fúvóka magasság -ellenőrzési stratégiáját a teljes folyamat biztosítása érdekében. Az elméleti keretek felépítése szempontjából a csapat először kombinálta a transzformációs termodinamikai elméletet és a konformális diszkretizációs elméletet, és elméleti keretet készített a nem - konformális hővel - az álcázás elvégzéséhez. A hővezető képesség -tenzor átalakulásának bevezetésével a pontos leképezés a virtuális koordinátákról a tényleges térre való átalakításra kerül, szilárd alapot és előrejelzési képességet biztosítva a komplex hő megtervezéséhez - az alvadási struktúrák elvégzéséhez. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az ezen technológia által gyártott, nem konformális hő -vezetőképes metamateriák pontosan szabályozhatják a hőáramlást, a hőt hatékonyan megkerülhetik az egyes területeket, és az álcázási terület eléri a várt hőmérsékleti egységességet. Ez teljes mértékben igazolja a gyártási folyamat magas ellenőrzhetőségét és a kiváló hőkarlazáshatást, valamint megmutatja ennek a metamateriálisnak a nagy szerkezeti integritását és kiváló teljesítményét is. Az alkalmazás szempontjából ennek a technológiának gyakorlati alkalmazási értéke van olyan területeken, mint például a repülőgép -termikus védelem és az elektronikus eszközök hőeloszlása. Például felhasználható a hatékony hővédő rendszerek és a hő -eloszlású anyagok előállítására.
Röviden: a folyamatos fémszál - beágyazott 3D nyomtatási technológia új ötleteket nyújt a hagyományos gyártási módszerek korlátozásainak megoldására. A folyamatos fejlesztéssel és optimalizálással minden szempontból a termikus anyagok széles körű alkalmazási kilátásait és nagy gazdasági értékét mutatják be több területen.