CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск Магазин Регистрация


Исследователи из Делавэрского университета разработали интеллектуальное дешевое стекло




Если вам не повезло найти место для парковки в тени, и вы на весь день оставили свой автомобиль на солнце, то воздух в конце дня в автомобиле будет жарким и душным. Но исследовательская команда под руководством доктора наук Даниэля Вульфа и доцента кафедры электрической и компьютерной инженерии Кита Гуссена из Делавэрского университета, возможно, нашли решение со своим прототипом интеллектуального окна, который может переключаться с прозрачного на отражающий, просто добавляя жидкость.

В существующих переключаемых стеклах способных менять светопропускную способность есть ряд недостатков. Это высокая цена (доступны по цене 100 долларов за квадратный фут), сложность изготовления и необходимость в электропитании. Объединив интеллектуальные технологии с 3D-печатью, исследователи разработали недорогой и легкий в изготовлении прототип интеллектуального стекла, выполненного из 3D-печатной пластиковой панели, включая тонкую камеру.

Исследователи из Делавэрского университета разработали интеллектуальное дешевое стекло

Внутренняя структура состоит из светоотражающей пластиковой панели сложной формы, аналогичной строению автомобильных или велосипедных рефлекторов. Другими словами, свет не рассеивается, а отражается в обратном направлении. Эти структуры становятся прозрачными, когда камера заполнена жидким метилсалицилатом, который соответствует оптическим свойствам пластика.

«Мы ожидаем, что наше интеллектуальное стекло будет стоить на порядок дешевле существующих вариантов, так как в его изготовлении можно применять отработанные технологии производства пластиковых деталей, да к тому же оно не требует сложной электрооптической технологии для переключения из одного состояния в другое», – рассказывает Кит Гуссен.

Исследователи из Делавэрского университета разработали интеллектуальное дешевое стекло

Кит Гуссен и Делавэр Даниэль Вулф опубликовали статью об их прототипе на сайте оптического общества (Optical Society) под названием Evaluation of 3D Printed Optofluidic Smart Glass Prototypes («Оценка 3D-печатных оптических жидких интеллектуальных стеклянных прототипов»). Они использовали 3D-принтер Stratasys Objet30 Pro для изготовления пластиковых панелей с повторяющимися светоотражающими структурами из прозрачного фотополимера VeroClear фирмы Stratasys.

Исследователи также разработали этапы последующей обработки панелей, которые были созданы различных размеров для проведения тестирования, чтобы убедиться, что пластик будет оставаться прозрачным и иметь правильные углы после завершения печати; оба этих качества необходимы для того, чтобы структуры могли достичь светоотражения.

«Прототипирование углового куба на 3D-принтере показало, что оптимальный размер был с боковой стенкой в 4 мм», - говорится в документе. «По мере уменьшения геометрии размер дефектов печати увеличивается, а разрешение уменьшается».

Исследователи из Делавэрского университета разработали интеллектуальное дешевое стекло

Панели были подвергнуты оптическим испытаниям, чтобы определить возможные отклонения от основных характеристик, таких как, поглощение света материалом или шероховатость поверхности. По результатам испытаний исследователи определили, что светоотражающие структуры работали так, как надо. Кроме того, они продемонстрировали, что их прототип интеллектуального стекла может выдерживать тысячи циклов, переходя от отражающего до прозрачному, без каких-либо признаков деградации. При этом они также определили, что все же немного жидкости остается на поверхности, и теперь они разрабатывают специальные отталкивающие покрытия.

«Чтобы еще раз продемонстрировать полезность технологии в качестве переключаемого стекла, мы разрабатываем офисную дверь. В настоящее время панели такого размера изготавливаются с применением более дорогостоящих технологий. Мы надеемся, что наш подход сможет расширить сферы применения интеллектуального стекла», - сказал Гуссен.

Исследователи из Делавэрского университета разработали интеллектуальное дешевое стекло

Эта технология может использоваться не только для того, чтобы сохранять воздух в прохладе в вашем автомобиле под солнцем, но и для изготовления кровли, которые сохраняют дома теплыми зимой и прохладными летом, а также для создания энергоэффективных офисных зданий. Поскольку жидкий метилсалицилат, используемый в прототипе интеллектуального стекла, может замерзнуть при температуре ниже 16°F (-9°С), необходимо будет разработать устойчивые к замораживанию жидкости.

 


Вы можете стать первым