Fabricación Aditiva de Estructuras Ópticas Biomiméticas de CTE Casi Cero
Autores: Bai, Shuang; Cheng, David; Liu, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Expansión térmica
Estructuras ópticas
Diseños de red
Sustratos de espejo
Biomimético
Estructura de giroides
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Super invar, con su coeficiente de expansión térmica (CTE) casi cero, tiene un gran potencial para ser utilizado en el diseño y fabricación de estructuras ópticas de alta precisión, como sustratos de espejos ópticos. Con el fin de reducir el peso y mantener la resistencia del sustrato del espejo, se investigaron varios diseños de estructuras de celosía biomimética en este documento. La modelización estática proporciona un estudio sistemático sobre diferentes tipos de sustratos de espejos biomiméticos. También se estudia el impacto de parámetros estructurales, como el grosor de la pared, la longitud de la unidad de celosía, la altura de la estructura de celosía y el grosor de la placa lateral. Resulta que el sustrato de espejo compuesto con estructura de celosía de tres capas tiene el mejor rendimiento. Con técnicas de fabricación aditiva, se diseñaron e imprimieron estructuras ópticas de gyroid de tres capas, que no son posibles de fabricar con tecnología de fabricación convencional, utilizando nuestra máquina de fabricación aditiva construida internamente. La prueba de rigidez de los especímenes de gyroid estuvo en buena concordancia con los resultados de modelización. La estructura de gyroid muestra una mejora de aproximadamente el 20% sobre la estructura de panal. El diseño de gyroid reduce la densidad equivalente a 1.8 g/cm y tiene una mejora de orden de magnitud en la deformación térmica, manteniendo una resistencia comparable a la del berilio.
Descripción
Super invar, con su coeficiente de expansión térmica (CTE) casi cero, tiene un gran potencial para ser utilizado en el diseño y fabricación de estructuras ópticas de alta precisión, como sustratos de espejos ópticos. Con el fin de reducir el peso y mantener la resistencia del sustrato del espejo, se investigaron varios diseños de estructuras de celosía biomimética en este documento. La modelización estática proporciona un estudio sistemático sobre diferentes tipos de sustratos de espejos biomiméticos. También se estudia el impacto de parámetros estructurales, como el grosor de la pared, la longitud de la unidad de celosía, la altura de la estructura de celosía y el grosor de la placa lateral. Resulta que el sustrato de espejo compuesto con estructura de celosía de tres capas tiene el mejor rendimiento. Con técnicas de fabricación aditiva, se diseñaron e imprimieron estructuras ópticas de gyroid de tres capas, que no son posibles de fabricar con tecnología de fabricación convencional, utilizando nuestra máquina de fabricación aditiva construida internamente. La prueba de rigidez de los especímenes de gyroid estuvo en buena concordancia con los resultados de modelización. La estructura de gyroid muestra una mejora de aproximadamente el 20% sobre la estructura de panal. El diseño de gyroid reduce la densidad equivalente a 1.8 g/cm y tiene una mejora de orden de magnitud en la deformación térmica, manteniendo una resistencia comparable a la del berilio.