Matériaux actifs par impression quatre dimensions

Nous proposons un paradigme de matériaux composites actifs imprimés réalisés par l'impression directe de fibres de polymère à mémoire de forme vitreux dans une matrice élastomère. Nous imprégnons les composites actifs d'intelligence via une architecture de lamina et de laminé programmée et un processus d'entraînement thermomécanique subséquent. La configuration initiale est créée par impression tridimensionnelle (3D), puis l'action programmée des fibres à mémoire de forme crée une dépendance temporelle de la configuration - l'aspect quatre dimensions (4D). Nous concevons et imprimons des laminés sous forme de plaques minces qui peuvent être programmées thermomécaniquement pour adopter des configurations tridimensionnelles complexes, y compris des bandes pliées, enroulées et torsadées, des formes pliées, et des formes complexes avec une courbure non uniforme et spatialement variable. La forme de plaque plate d'origine peut être récupérée par chauffage du matériau. Nous montrons également comment les composites actifs imprimés peuvent être intégrés directement avec d'autres fonctionnalités imprimées pour créer des dispositifs ; ici, nous démontrons cela en créant une structure qui peut s'assembler elle-même.