Maximizando impacto, ruído e absorção de choque com estruturas treliçadas impressas em 3D

Publicado em 19 de agosto de 2021

As redes são microarquiteturas 3D compostas por células unitárias repetidas formadas por feixes e nós que se cruzam. Na última década, eles se tornaram a pedra angular do design leve, proporcionando a resistência e a rigidez dos componentes tradicionais e usando significativamente menos material. Além da redução de peso, as treliças são excelentes na absorção de impactos, no amortecimento de vibrações e na redução de ruído, pois suas redes de baixa rigidez podem deformar-se e recuperar-se sob carga.

Um exemplo notável do seu impacto no mundo real é a entressola Adidas Futurecraft 4D. Em parceria com a Carbon, cuja tecnologia Digital Light Synthesis™ permite a fabricação precisa de treliças, a Adidas projetou uma entressola que equilibra resiliência, flexibilidade e recuperação superior. O resultado é um calçado de alto desempenho que minimiza o choque para os atletas enquanto mantém um perfil leve.

Os gerentes de produto que desejam aproveitar a tecnologia de treliça para amortecimento de vibrações e energia devem considerar três fatores principais:seleção de materiais, projeto de treliça e restrições de fabricação aditiva.

Compreendendo as redes

Os métodos subtrativos tradicionais lutam para produzir a intrincada geometria das redes, tornando a impressão 3D o método preferido. A manufatura aditiva permite uma abordagem de “projeto inverso” – projetar o layout de material ideal para uma aplicação específica, em vez de adaptar um material existente ao trabalho.

A escolha do material é crítica. Por exemplo, o EPU 40 oferece amortecimento de vibração superior em comparação com o EPU 41, portanto, selecionar um material que corresponda às características de amortecimento desejadas pode melhorar drasticamente o desempenho.

Embora o material seja importante, a geometria da rede geralmente determina a eficácia do amortecimento. As treliças de flexão são altamente elásticas e elásticas, enquanto as treliças de flambagem permitem que vigas individuais flexionem, proporcionando dissipação de energia excepcional. Tratamentos de superfície adicionais podem melhorar ainda mais o amortecimento.

Em microescala, a célula unitária – o padrão repetitivo de vigas e nós – orienta o comportamento da rede. Células abertas e esparsas produzem redes macias; células mais densas com mais triângulos e feixes produzem estruturas rígidas. O tipo de célula, tamanho, orientação e espessura do feixe em relação ao tamanho da célula influenciam a taxa de amortecimento do material e, consequentemente, a sua absorção de impacto.

Projeto para Manufatura Aditiva

A produção bem-sucedida de treliças depende dos princípios do Design for Additive Manufacturing (DFAM). Os engenheiros devem garantir que a estrutura possa ser impressa, levando em consideração o processo, a orientação e os suportes necessários.

A orientação da rede introduz anisotropia – as propriedades diferem ao longo de diferentes eixos. Embora isso não seja inerentemente uma desvantagem, o alinhamento da orientação com a direção de carga pretendida (por exemplo, comportamento de flambagem) pode otimizar o desempenho.

Quando o DFAM é aplicado corretamente, as peças treliçadas fabricadas de forma aditiva muitas vezes igualam ou excedem a qualidade dos componentes fabricados anteriormente, abrindo novas possibilidades que antes eram inatingíveis.

SyBridge:impulsionando a inovação na fabricação de treliças

A criação de estruturas treliçadas eficazes requer requisitos iniciais claros, seleção de materiais alinhada com as metas de desempenho e projeto arquitetônico meticuloso. Ao começar com o material de amortecimento certo, você maximiza a dissipação de energia e a absorção de impacto de uma peça.

SyBridge combina tecnologias de ponta com métodos comprovados para aprimorar cada etapa da fabricação. Fazemos parcerias com os clientes para otimizar projetos em termos de desempenho e capacidade de fabricação, entregando componentes de alta qualidade no prazo e dentro do orçamento. Entre em contato conosco hoje para explorar como podemos ajudar seu próximo projeto.