Manipulação de objetos com superfícies 3D complexas em diferentes situações

A manipulação de objetos com superfícies complexas 3D em diferente e múltiplas situações pode requer varias garras diferentes dependendo da força de movimentação do objeto através da biomimética criaram-se ventosas adesivas que movimentam os objetos em vários sentidos.
Investigadores alemães parecem ter conseguido copiar a técnica que as lagartixas usam para se agarrar às paredes e tetos.

Investigadores do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes conseguiram copiar os naturais adesivos secos das patas das lagartixas. Embora muito se tenha feito especificamente nesse campo da biomimética ao longo dos anos, as demonstrações dos investigadores não parecem deixar margem a dúvidas sobre o seu sucesso.
Nas demonstrações os investigadores utilizaram o adesivo biomimético para pendurar diversos objetos, incluindo um frasco de vidro com 200 ml de sumo, pesando 307 gramas, várias canecas, pesando 188 gramas cada uma, e outros objetos mais leves, mas com texturas desafiadoras, como um tomate com 41 gramas e uma embalagem plástica com 139 gramas.

Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part4/4)

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A estrutura totalmente sólida pode ser aproximada por um modelo da estrutura e dado o layout do triângulo baseado, até mesmo por um modelo duma viga. Este é um resultado natural do processo de otimização de topologia, que distribui material de tal forma que a flexão de qualquer estrutura interna é minimizada. Esta observação é suportada pela distribuição do valor de tensão máxima absoluta como mostrado na IMAGEM02, que é quase constante ao longo das secções transversais individuais do feixe, exceto para pequenas irregularidades devido à discretização. Assumindo que qualquer valor da densidade de enchimento levaria a uma estrutura otimizada com a mesma topologia que o modelo totalmente sólido e assumindo que essa estrutura otimizada pode ser modelada usando o mesmo modelo de viga linear, a força normal transportada por um dado membro estrutural é inalterada para uma dada carga externa. Contudo a secção transversal muda por ser completamente sólida para ter um interior poroso com uma menor rigidez homogeneizada. Isto significa que as tensões axiais macroscópicas na estrutura dada são mais baixas no enchimento do que na correspondente estrutura totalmente sólida por um factor dependendo da espessura da camada superior e da densidade e pelo enchimento, enquanto as tensões no invólucro sólido são mais elevadas. Multiplicando o estado de tensão no plano para uma barra na estrutura totalmente sólida com este fator de tensão intercalar, traçado na IMAGEM02, é, por conseguinte, conhecido o estado de tensão no plano para a barra correspondente numa estrutura porosa de qualquer densidade de enchimento. A barra indicada pela seta ou pela barra correspondente, espelhada em torno da linha de simetria vertical na IMAGEM02 tem uma maior tensão absoluto principal entre as barras em compressão. Para esta barra, o estado de tensão é aproximadamente uniaxial ao longo do eixo x, o que reduz a força de encurvadura para a expressão simplificada na equação (4). A relação entre esta expressão e a tensão normal na barra correspondente a uma carga unitária proporciona assim a carga crítica para qualquer densidade de enchimento, e além disso a camada sólida pode sofrer com o encurvamento local antes de flacidez macroscópica ocorrer, contudo, a força do encurvamento da camada solida não foi modelada neste estudo.

Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part3)

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2.5. Configuração experimental
As medições experimentais consistiram em duas partes sendo a primeira a determinação de parâmetros de material efetivos, e a segunda a determinação de cargas de deslocamento. As duas partes foram realizadas utilizando diferentes configurações de teste, ambas com base num teste de flexão de três pontos, como mostrado nas IMAGEN02a e IMAGEM02c. Para determinar os parâmetros do material, foi colocado um suporte de aço no ponto de carga do feixe, como mostrado na IMAGEM02a.
O deslocamento do ponto de carga foi medido directamente no suporte de carga. Uma vez que neste teste foi carregado apenas dentro do domínio linear, o ponto zero poderia ser definido arbitrariamente.

As industrias do futuro serão virtuais e reais na produção

As industrias 4.0, seja as empresas que se estão a preparar para o futuro terão a linha de produção virtual e real. Na minha opinião pessoal o que é necessário é desenhar e modelar todo o processo de produção fabril, permitindo a intervenção direta na produção a qualquer momento, ou a autogestão em que a própria fábrica corrige eventuais problemas. Assim as linhas de produção real e virtual irão se fundir num sistema global inteligente.

Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part2)

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2 – Processos
O objetivo deste trabalho é demonstrar o desempenho do deslocamento de cargas dum objecto com uma estrutura sólida e comparado a uma estrutura diferente, tentou-se comparar as seguintes duas abordagens de otimização da topologia baseadas em no volume e densidade, sendo a primeira aproximação padrão baseada em projeção mínima conforme a segurança em conformidade, resultando assim numa estrutura quase perfeitamente e a segunda aproximação é uma abordagem de revestimento resultando numa estrutura composta com um invólucro exterior sólida e com preenchimento interior poroso. Para isso estuda-se um caso padrão de otimização afim de avalizar melhor o desempenho do objeto: o objecto com padrões simples do preenchimento interior predefinida, em conformidade com o deslocamento da carga de são comparadas as estruturas optimizadas, sendo que a análise de deslocamento envolve tanto uma comparação numérica como uma comparação experimental. No entanto os efeitos 3D de testes experimentais são tidos em conta e o estudo completo pode ser facilmente estendido para 3D.
O problema de otimização é um problema de conformidade mínimo padrão com uma restrição no volume pelo que o problema descrito é definido da seguinte forma:

min: c (μ)=U^TKU
g(μ)=V(μ)/V* –1≤0
0≤ μ_e≤1, ∀_e
(1)

Otimização da topologia para a impressão 3D e melhorar a resistência estrutural (part1)

A fabricação aditiva permite a produção de componentes funcionalmente otimizados com alta complexidade geométrica, a oportunidade de utilizar geometrias irregulares para o enchimento como seja duma geometria porosa como parte integrante do processo de produção é um exemplo dum recurso de fabricação aditiva exclusiva. Métodos do desenho técnico automatizados são ainda incapazes de explorar plenamente essa liberdade do desenho de produto. Neste post tentarei mostrar como abordar a otimização de topologia fornecendo um meio de desenhar e projetar componentes baseados num preenchimento que possuam ter uma carga de resistência mecânica fortemente melhorada e como resultado uma estabilidade estrutural melhorada.
Trabalhos recentes demonstraram que o material no interior do produto dum modelo 3D pode ser desenhado para fazer com que a produção duma reprodução fabricada satisfaça demandas específicas da aplicação nas suas propriedades físicas assim como a resistência a cargas externas. Uma prática amplamente utilizada para fabricar tais modelos é a fabricação de aditivos à base de camadas da fabricação aditiva que, no entanto, sofre dum problema de adição e remoção das estruturas de suporte interiores.