Bikaranîna cama tenik soz dide ku di pîşesaziya avakirinê de karên cihêreng bicîh bîne. Ji bilî feydeyên jîngehê yên karanîna bikêrtir a çavkaniyan, mîmar dikarin cama tenik bikar bînin da ku bigihîjin astên nû yên azadiya sêwiranê. Li ser bingeha teoriya sandwichê, cama tenik a maqûl dikare bi navikek polîmer a hucreya vekirî ya çapkirî ya 3D re were berhev kirin da ku pir hişk û sivik ava bike.
hêmanên pêkhatî. Ev gotar hewildanek keşfê ya çêkirina dîjîtal a panelên rûkal ên tenik-pêkhatî yên bi karanîna robotên pîşesaziyê pêşkêşî dike. Ew têgeha dîjîtalkirina karên kargeh-fabrîkayê, di nav de sêwirana bi alîkariya computer (CAD), endezyariyê (CAE), û çêkirinê (CAM) rave dike. Lêkolîn pêvajoyek sêwirana parametrîkî destnîşan dike ku yekbûnek bêkêmasî ya amûrên analîzkirina dîjîtal pêk tîne.
Wekî din, ev pêvajo potansiyel û kêşeyên çêkirina dîjîtal ên panelên pêkhatî yên cama tenik nîşan dide. Hin gavên çêkirinê yên ku ji hêla zendê robotek pîşesaziyê ve têne kirin, wekî hilberîna lêzêdekirina mezin-format, makîna rûkê, pêvajoyên zeliqandinê û komkirinê, li vir têne rave kirin. Di dawiyê de, ji bo yekem car, têgihiştinek kûr a taybetmendiyên mekanîkî yên panelên pêkhatî bi lêkolînên ceribandinî û hejmarî û nirxandina taybetmendiyên mekanîkî yên panelên pêkhatî yên di bin barkirina rûvî de hate bidestxistin. Têgeha giştî ya sêwirana dîjîtal û tevgera xebata çêkirinê, û her weha encamên lêkolînên ezmûnî, bingehek ji bo yekbûna bêtir a rêgezên pênasekirin û analîzê, û her weha ji bo meşandina lêkolînên mekanîzmayî yên berfireh di lêkolînên pêşerojê de peyda dikin.
Rêbazên hilberîna dîjîtal dihêlin ku em bi veguheztina rêbazên kevneşopî û peydakirina îmkanên sêwirana nû [1] hilberînê baştir bikin. Rêbazên avahiyê yên kevneşopî di warê lêçûn, geometrîya bingehîn û ewlehiyê de pir zêde bikar tînin. Bi veguheztina avahîsaziyê ber bi kargehan ve, bi karanîna pêş-fabrîkasyona modular û robotîk ji bo bicîhanîna rêbazên sêwiranê yên nû, materyal dikarin bi rengek bikêrhatî werin bikar anîn bêyî ku ewlehiya ewlehiyê têk bibin. Hilberîna dîjîtal destûrê dide me ku em xeyala sêwirana xwe berfireh bikin da ku şeklên geometrîkî cihêreng, bikêrhatî û azwer biafirînin. Digel ku pêvajoyên sêwirandin û hesabkirinê bi giranî dîjîtal bûne, çêkirin û komkirin hîn jî bi gelemperî bi awayên kevneşopî bi destan têne kirin. Ji bo rûbirûbûna bi avahîyên bi rengek belaş ên tevlihevtir, pêvajoyên hilberîna dîjîtal her ku diçe girîngtir dibin. Daxwaza azadî û nermbûna sêwiranê, nemaze dema ku ew tê ser rûyan, her ku diçe mezin dibe. Digel bandora dîtbarî, rûçikên belaş di heman demê de dihêle hûn strukturên bikêrtir biafirînin, mînakî, bi karanîna bandorên membranê [2]. Wekî din, potansiyela mezin a pêvajoyên hilberîna dîjîtal di karîgeriya wan û îmkana xweşbîniya sêwiranê de ye.
Ev gotar vedikole ka teknolojiya dîjîtal çawa dikare were bikar anîn ji bo sêwirandin û çêkirina panelek rûkalê ya pêkhatî ya nûjen ku ji navek polîmerî ya ku bi lêzêdekirî hatî çêkirin û panelên derveyî cam ên nazik ên bi hev ve girêdayî ye, were bikar anîn. Ji bilî îmkanên mîmarî yên nû yên ku bi karanîna cama zirav ve girêdayî ne, pîvanên hawîrdorê û aborî jî bûne motîvasyonek girîng ji bo karanîna kêm materyal ji bo avakirina zerfê avahiyê. Li gel guherîna avhewayê, kêmbûna çavkaniyan û bilindbûna bihayê enerjiyê di pêşerojê de, divê cam biaqiltir were bikar anîn. Bikaranîna cama zirav a ji pîşesaziya elektronîkî kêmtir ji 2 mm stûr e, rûyê rû sivik dike û karanîna madeyên xav kêm dike.
Ji ber nermbûna zêde ya cama tenik, ew ji bo sepanên mîmarî îmkanên nû vedike û di heman demê de kêşeyên endezyariyê yên nû derdixe holê [3,4,5,6]. Digel ku pêkanîna heyî ya projeyên rûxanê yên bi karanîna cama zirav sînorkirî ye, cama tenik her ku diçe di lêkolînên endezyariya şaristanî û mîmariyê de zêde tê bikar anîn. Ji ber şiyana bilind a cama tenik ji deformasyona elastîk re, karanîna wê di rûyan de çareseriyên avahîsaziyê yên xurtkirî hewce dike [7]. Ji bilî îstismarkirina bandora membranê ya ji ber geometrîya kevçî [8], dema bêhêziyê jî dikare bi avahiyek pirreng ku ji navika polîmer û pelika derve ya cama tenik a zeliqandî pêk tê were zêde kirin. Vê nêzîkatiyê ji ber karanîna naverokek polycarbonate ya zelal a hişk, ku ji camê kêmtir dagirtî ye, soz da. Digel çalakiya mekanîkî ya erênî, pîvanên ewlehiyê yên din jî hatin bicîh kirin [9].
Nêzîkatiya di lêkolîna jêrîn de li ser heman konseptê ye, lê bi karanîna naverokek vekirî-porek vekirî ya bi lêzêdekirî hatî çêkirin. Ev asteke bilind a azadiya geometrîkî û îmkanên sêwiranê, û her weha yekbûna fonksiyonên laşî yên avahiyê garantî dike [10]. Panelên weha yên pêkhatî bi taybetî di ceribandina mekanîkî de [11] bi bandor îsbat kirine û soz didin ku mîqdara cama ku tê bikar anîn heya 80% kêm bikin. Ev ê ne tenê çavkaniyên hewce kêm bike, lê di heman demê de giraniya panelan jî bi girîngî kêm bike, bi vî rengî kargêriya binesaziyê zêde bike. Lê formên nû yên avakirinê, formên nû yên hilberînê hewce dikin. Strukturên bikêr bi pêvajoyên hilberîna bikêrhatî hewce dike. Sêwirana dîjîtal beşdarî hilberîna dîjîtal dibe. Ev gotar lêkolîna berê ya nivîskar bi pêşkêşkirina lêkolînek li ser pêvajoya hilberîna dîjîtal a panelên tevlihev ên cama tenik ji bo robotên pîşesaziyê didomîne. Balkêş li ser dîjîtalkirina xebata pel-ber-kargehê ya yekem prototîpên mezin-format e ku ji bo zêdekirina otomasyona pêvajoya çêkirinê ye.
Panela pêkhatî (Wêne 1) ji du pêlên cama tenik ên ku li dora naverokek polîmer a AM-ê hatine pêçan pêk tê. Her du beş bi gûzê ve girêdayî ne. Armanca vê sêwiranê ew e ku bar li ser tevahiya beşê bi qasî ku gengaz be belav bike. Demjimêrên bendkirinê di şêlê de stresên normal diafirînin. Hêzên alîgir di girêkên bingehîn û adhesive de dibe sedema tansiyonên birînê.
Tebeqeya derve ya avahiya sandwichê ji cama tenik hatiye çêkirin. Di prensîbê de, cama silicate soda-lime dê were bikar anîn. Bi stûrbûna armancê < 2 mm, pêvajoya germbûna germî digihîje sînorê teknolojîk yê heyî. Ger ku ji ber sêwiranê (mînak panelên pêçandî yên sar) an jî bikar bînin, hêzek bilindtir hewce bike, cama aluminosilicate bi kîmyewî xurtkirî bi taybetî guncan were hesibandin [12]. Fonksiyonên veguheztina ronahiyê û parastina jîngehê dê bi taybetmendiyên mekanîkî yên baş ên wekî berxwedana xişandinê ya baş û modulek Young-ê ya nisbeten bilind li gorî materyalên din ên ku di pêkhateyan de têne bikar anîn were temam kirin. Ji ber qebareya tixûbdar a ji bo cama tenik a kîmyewî ya hişkkirî heye, panelên ji cama soda-lîme ya bi tevahî 3 mm qalind hatine bikar anîn da ku prototîpa yekem a mezin were afirandin.
Struktura piştgirî wekî parçeyek şikilî ya panela pêkhatî tê hesibandin. Hema hema hemî taybetmendî jê bandor dibin. Bi saya rêbaza çêkirina lêzêdekirî, ew di heman demê de navenda pêvajoya hilberîna dîjîtal e. Termoplastîk bi fusingê têne çêkirin. Ev dihêle ku meriv hejmareke mezin ji polîmerên cihêreng ji bo serîlêdanên taybetî bikar bîne. Topolojiya hêmanên sereke dikare li gorî fonksiyona wan bi giranî cûda were sêwirandin. Ji bo vê armancê, sêwirana şeklê dikare li çar kategoriyên sêwiranê yên jêrîn were dabeş kirin: sêwirana avahî, sêwirana fonksiyonel, sêwirana estetîk, û sêwirana hilberînê. Her kategorî dikare armancên cûda hebe, ku dikare bibe sedema topolojiyên cûda.
Di dema lêkolîna pêşîn de, hin sêwiranên sereke ji bo maqûlbûna sêwirana wan hatin ceribandin [11]. Ji nêrînek mekanîkî ve, rûbera bingehîn a herî kêm a sê-serdemê ya gyroscope bi taybetî bi bandor e. Ev berxwedana mekanîkî ya bilind li ber çewisandinê di xerckirina materyalê ya nisbeten kêm de peyda dike. Ji bilî strukturên bingehîn ên hucreyî yên ku li herêmên rûvî têne nûve kirin, topolojî dikare ji hêla teknîkên din ên dîtina şeklê ve jî were çêkirin. Hilberîna xeta stresê yek ji awayên mimkun e ku meriv serhişkiyê bi giraniya herî hindik gengaz xweş bike [13]. Lêbelê, avahiya hingiv, ku bi berfirehî di avahiyên sandwîç de tê bikar anîn, ji bo pêşkeftina xeta hilberînê wekî xalek destpêkek hatî bikar anîn. Ev forma bingehîn di hilberînê de, nemaze bi bernamekirina rêgezên hêsan, rê li pêşkeftina bilez vedike. Tevgera wê di panelên pêkhatî de bi berfirehî hate lêkolîn kirin [14, 15, 16] û xuyang dikare bi gelek awayan bi navgîniya parameterîzasyonê ve were guheztin û di heman demê de dikare ji bo têgehên optimîzasyona destpêkê jî were bikar anîn.
Gelek polîmerên termoplastîk hene ku dema hilbijartina polîmerek hildibijêrin, li gorî pêvajoya derxistina ku tê bikar anîn ve girêdayî ye. Lêkolînên pêşîn ên destpêkê yên materyalên piçûk, hejmara polîmerên ku ji bo karanîna di facadeyan de maqûl têne hesibandin kêm kirine [11]. Polycarbonate (PC) ji ber berxwedana germê, berxwedana UV û hişkiya bilind sozdar e. Ji ber veberhênana teknîkî û darayî ya zêde ya ku ji bo pêvajokirina polîkarbonatê hewce ye, ji bo hilberîna prototîpên yekem ên polîetîlen terefthalate (PETG) guhezbar ethylene glycol hate bikar anîn. Ew bi taybetî hêsan e ku meriv di germahiyên nisbeten nizm de bi xetereyek kêm a stresa termal û deformasyona pêkhateyan re were xebitandin. Prototîpa ku li vir tê xuyang kirin ji PETG-ya vezîvirandinê ya bi navê PIPG hatî çêkirin. Materyal bi kêmî ve 4 demjimêran di destpêkê de li 60 ° C hate zuwa kirin û di nav granulan de bi naveroka fîbera camê ya %20 hate hilanîn [17].
Adhesive di navbera avahiya bingehîn a polîmer û qapaxa cama tenik de girêdanek xurt peyda dike. Dema ku panelên pêkhatî di bin barkirina barkirinê de bin, girêkên zeliqandî dikevin bin stresa şilandinê. Ji ber vê yekê, adhesive hişktir tê tercîh kirin û dibe ku vekêşanê kêm bike. Zencîreyên zelal di heman demê de dema ku bi cama zelal ve têne girêdan jî dibin alîkar ku kalîteya dîtbarî ya bilind peyda bikin. Faktorek din a girîng dema hilbijartina adhesive çêkirin û entegrasyonê di pêvajoyên hilberîna otomatîk de ye. Li vir zencîreyên dermankirina UV-ê yên bi demên dermankirinê yên maqûl dikarin pozîsyona tebeqeyên sergirtî pir hêsan bikin. Li ser bingeha ceribandinên pêşîn, rêzek zeliqandî ji bo guncanbûna wan ji bo panelên pêkhatî yên cama tenik hatin ceribandin [18]. Loctite® AA 3345™ acrylate-ya ku tê dermankirin UV [19] bi taybetî ji bo pêvajoya jêrîn guncan e.
Ji bo sûdwergirtina ji îmkanên çêkirina lêzêdekirî û nermbûna cama zirav, tevaya pêvajo ji bo xebitandina dîjîtal û parametrîkî hate sêwirandin. Grasshopper wekî navgînek bernamesaziya dîtbar tê bikar anîn, ji navbeynkariya di navbera bernameyên cihêreng de dûr dikeve. Hemî dîsîplîn (endezyariyê, endezyariyê û çêkirinê) dê bi bertekên rasterast ji operatorê re di yek pelê de piştgirî û hevûdu temam bikin. Di vê qonaxê ya lêkolînê de, karûbar hîn di bin pêşkeftinê de ye û li gorî şêwaza ku di Xiflteya 2 de tê xuyang kirin dişopîne. Armancên cûda dikarin di nav dîsîplînan de di kategoriyan de werin kom kirin.
Her çend di vê kaxezê de hilberîna panelên sandwichê bi sêwirana û amadekirina çêkirinê-navendî-bikarhêner ve hatî otomatîk kirin jî, yekbûn û pejirandina amûrên endezyariya kesane bi tevahî nehatiye fam kirin. Li ser bingeha sêwirana parametrîkî ya geometriya facadeyê, gengaz e ku meriv qalika derveyî ya avahiyê di asta makro (facade) û meso (panelên facade de) sêwiran bike. Di pêngava duyemîn de, lûleya berteka endezyariyê armanc dike ku ewlehî û guncan û her weha jîndarbûna çêkirina dîwarê perdeyê binirxîne. Di dawiyê de, panelên encam ji bo hilberîna dîjîtal amade ne. Bername strukturên bingehîn ên pêşkeftî di koda G-ya ku ji hêla makîneyê ve tê xwendin de pêvajo dike û wê ji bo hilberîna lêzêdekirî, paş-pêvajoya kêmkirî û girêdana camê amade dike.
Pêvajoya sêwiranê di du astên cûda de tête hesibandin. Digel vê yekê ku şeklê makro yê rûyan bandorê li geometriya her panelek pêkhatî dike, topolojiya bingehîn bixwe jî dikare di asta meso de were sêwirandin. Dema ku modela rûyek parametrîkî bikar bînin, şekl û xuyang dikare ji hêla nimûneyên beşên rûyê yên ku di xêza 3-ê de têne xuyang kirin ve were bandor kirin. Bi vî rengî, rûbera tevahî ji rûyek hûrbekirî ya ku ji hêla bikarhêner ve hatî destnîşan kirin pêk tê ku dikare bi karanîna balkêşên xalî were guheztin û ji hêla veguheztinê ve were guheztin. diyarkirina asta herî kêm û herî zêde ya deformasyonê. Ev di sêwirana zerfên avahiyê de astek bilind a nermbûnê peyda dike. Lêbelê, ev asta azadiyê ji hêla astengiyên teknîkî û çêkirinê ve tête sînorkirin, ku paşê ji hêla algorîtmayên di beşa endezyariyê de têne lîstin.
Ji bilî bilindî û firehiya tevahiya rûyê, dabeşkirina panelên rûxanê tê destnîşankirin. Wekî ku ji bo panelên rûyê takekesî, ew dikarin di asta meso de bi hûrgulî bêne diyar kirin. Ev bandorê li topolojiya avahiya bingehîn bixwe, û hem jî qalindahiya camê dike. Van her du guhêrbar, û her weha mezinahiya panelê, têkiliyek girîng bi modela endezyariya mekanîkî re heye. Sêwirandin û pêşkeftina tevahiya asta makro û meso dikare di çar kategoriyên avahî, fonksiyon, estetîk û sêwirana hilberê de di warê xweşbîniyê de were kirin. Bikarhêner dikarin bi pêşanîkirina van deveran nihêrîn û hesta giştî ya zerfa avahiyê pêşve bibin.
Proje ji hêla beşa endezyariyê ve bi karanîna pêleka vegerê ve tê piştgirî kirin. Ji bo vê armancê, armanc û mercên sînorî di kategoriya optimîzasyonê ya ku di Xiflteya 2-ê de tê xuyang kirin de têne destnîşan kirin. Ew korîdorên ku ji hêla teknîkî ve pêkan in, ji hêla fizîkî ve saxlem in û ji hêla endezyariyê ve têne çêkirin ewledar in, ku bandorek girîng li ser sêwiranê heye. Ev xala destpêkê ye ji bo amûrên cihêreng ên ku dikarin rasterast di Grasshopper de werin yek kirin. Di vekolînên din de, taybetmendiyên mekanîkî dikarin bi karanîna Analîzkirina Hêmana Dawî (FEM) an jî hesabên analîtîk werin nirxandin.
Digel vê yekê, lêkolînên tîrêjên rojê, analîza rêza-dîvê, û modela dirêjahiya tavê dikarin bandora panelên pêkhatî li ser fîzîka avahiyê binirxînin. Girîng e ku meriv bilez, karîgerî û nermbûna pêvajoya sêwiranê zêde sînordar neke. Bi vî rengî, encamên ku li vir hatine bidestxistin ji bo peydakirina rêberî û piştgirîya zêde ji pêvajoya sêwiranê re hatine sêwirandin û ne cîgir in ji bo analîz û rastdariya hûrgulî di dawiya pêvajoya sêwiranê de. Ev plana stratejîk bingehek ji bo lêkolînên kategorîk ên din ji bo encamên îsbatkirî datîne. Mînakî, hîna hindik di derbarê tevgera mekanîkî ya panelên pêkhatî de di bin şert û mercên cûda yên barkirin û piştgirî de têne zanîn.
Dema ku sêwirandin û endezyariyê qediya, model ji bo hilberîna dîjîtal amade ye. Pêvajoya çêkirinê li çar bin-qonaxa tê dabeş kirin (Hêjî. 4). Pêşîn, avahiya bingehîn bi karanîna sazgehek çapkirina 3D ya robotîkî ya mezin bi rengek zêde hate çêkirin. Dûv re rûber bi karanîna heman pergala robotîkî tê rijandin da ku qalîteya rûkalê ya ku ji bo girêdana baş hewce dike baştir bike. Piştî şilkirinê, adhesive li ser avahiya bingehîn bi karanîna pergalek dosînê ya bi taybetî hatî sêwirandin ku li ser heman pergala robotîkî ya ku ji bo pêvajoya çapkirin û şînkirinê hatî bikar anîn tê sepandin. Di dawiyê de, şûşe tê saz kirin û danîn berî ku bi UV-ya hevra girêdayî ye.
Ji bo çêkirina lêzêdekirî, divê topolojiya diyarkirî ya strukturên bingehîn bi zimanê makîneya CNC (GCode) were wergerandin. Ji bo encamên yekreng û qalîteya bilind, armanc ev e ku hûn her qatek çap bikin bêyî ku noza extruder ji holê rabe. Ev pêşî li zexta zêde ya nedilxwaz di destpêk û dawiya tevgerê de digire. Ji ber vê yekê, ji bo şêwaza hucreyê ya ku tê bikar anîn skrîptek nifşê trajektorek domdar hate nivîsandin. Ev ê bi heman xalên destpêk û dawîyê re polîlinek domdar a parametrîkî biafirîne, ku li gorî sêwiranê li gorî pîvana panelê, hejmar û mezinahiya hingivên hilbijartî adapte dibe. Wekî din, parametreyên wekî firehiya rêzê û bilindahiya rêzê dikarin berî danîna xêzan bêne diyar kirin da ku bigihîje bilindahiya xwestinê ya avahiya bingehîn. Di skrîptê de gava paşîn nivîsandina fermanên G-kodê ye.
Ev bi tomarkirina koordînatên her xalek li ser xetê bi agahdariya makîneya zêde, wek axên têkildar ên din ên ji bo cîhgirtin û kontrolkirina qebareya derxistinê pêk tê. Dûv re koda G-ya encam dikare ji makîneyên hilberînê re were veguheztin. Di vê nimûneyê de, milek robotek pîşesazî ya Comau NJ165 li ser rêçek xêzkirî tê bikar anîn da ku li gorî G-kodê (Wêne 5) extruderek CEAD E25 kontrol bike. Prototîpa yekem PETG-ya post-pîşesaziyê bi naverokek fîberê cam 20% bikar anî. Di warê ceribandina mekanîkî de, mezinahiya armanc nêzî mezinahiya pîşesaziya avakirinê ye, ji ber vê yekê pîvanên hêmana sereke 1983 × 876 mm bi şaneyên hingiv 6 × 4 in. 6 mm û 2 mm bilind e.
Testên pêşîn destnîşan kirin ku li gorî taybetmendiyên rûbera wê ve girêdayî di hêza adhesive de di navbera rezbera adhesive û çapkirina 3D de cûdahî heye. Ji bo vê yekê, nimûneyên ceribandina hilberîna lêzêdekirinê li ser camê têne zeliqandin an jî lamined kirin û di bin tansiyon an şûştinê de ne. Di dema pêvajoyek mekanîkî ya pêşîn a rûbera polîmerê de ji hêla hûrkirinê ve, hêz bi girîngî zêde bû (Hêjî. 6). Digel vê yekê, ew şûştina navikê baştir dike û pêşî li kêmasiyên ku ji ber zêde-extruzyonê têne çêkirin digire. LOCTITE® AA 3345™ [19] acrylate ku li vir tê bikar anîn ku li vir tê bikar anîn ji şert û mercên pêvajoyê re hesas e.
Ev bi gelemperî ji bo nimûneyên ceribandina girêdanê digihîje guheztinek standardek bilindtir. Piştî çêkirina lêzêdekirî, strukturên bingehîn li ser makîneyek pezkirina profîlek hate rijandin. G-koda ku ji bo vê operasyonê hewce dike bixweber ji rêgezên amûran ên ku berê ji bo pêvajoya çapkirina 3D hatine çêkirin têne çêkirin. Pêdivî ye ku strukturê bingehîn ji bilindahiya bingehîn hinekî bilindtir were çap kirin. Di vê nimûneyê de, avahiya bingehîn a 18 mm bi 14 mm kêm bûye.
Ev beşa pêvajoya çêkirinê ji bo otomatiya tevahî dijwariyek mezin e. Bikaranîna zeliqan daxwazên mezin li ser rastbûn û rastbûna makîneyan pêk tîne. Pergala dozkirina pneumatîk ji bo sepandina adhesive li ser avahiya bingehîn tê bikar anîn. Ew li gorî rêça amûrê diyarkirî ji hêla robotê ve li ser rûbera mîzê tê rêve kirin. Derket holê ku guheztina tîpa belavkirina kevneşopî bi firçeyek bi taybetî bi avantaj e. Ev dihêle ku adhezîvên bi vîskozîtî kêm ji hêla cildê ve bi yekrengî werin belavkirin. Ev hejmar ji hêla zexta pergalê û leza robot ve tê destnîşankirin. Ji bo rastbûn û kalîteya girêdana bilind, leza rêwîtiyê ya kêm ji 200 heta 800 mm / hûrdem têne tercîh kirin.
Acrylate bi vîskozîteyek navînî 1500 mPa * s li dîwarê navika polîmerê ya 6 mm berfire bi karanîna firçeyek dosînê ya bi dirêjahiya hundurê 0,84 mm û firehiya firçeya 5 di zextek sepandinî ya 0,3 heta 0,6 mbar de hate sepandin. mm. Dûv re zeliq li ser rûberê substratê tê belav kirin û ji ber tansiyona rûkê qatek qalind a 1 mm çêdike. Tesbîtkirina tam a qalindahiya adhesive hîna nayê otomatîk kirin. Demjimêra pêvajoyê ji bo hilbijartina adhesive pîvanek girîng e. Struktura bingehîn a ku li vir hatî hilberandin xwedan dirêjahiya rê 26 m ye û ji ber vê yekê dema serîlêdanê 30 heta 60 hûrdem e.
Piştî serîlêdana adhesive, pencereya du-camê li cîhê xwe saz bikin. Ji ber stûrbûna kêm a materyalê, cama nazik jixwe ji hêla giraniya xwe ve bi hêz tê deforme kirin û ji ber vê yekê pêdivî ye ku bi qasî ku pêkan yeksan were danîn. Ji bo vê yekê, qedehên şûştinê yên pneumatîk ên bi şûşeyên şûştinê yên demkî belavkirî têne bikar anîn. Ew bi karanîna vîncê li ser pêkhateyê tê danîn, û di pêşerojê de dibe ku rasterast bi karanîna robotan were danîn. Plateka camê paralel bi rûxara korikê re li ser qata adhesive hate danîn. Ji ber giraniya siviktir, tabloyek camê ya zêde (4 heta 6 mm qalind) zexta li ser wê zêde dike.
Pêdivî ye ku encam şilkirina tam a rûbera camê li ser avahiya bingehîn be, wekî ku ji vekolînek dîtbarî ya destpêkê ya cûdahiyên reng xuyayî were darizandin. Pêvajoya serîlêdanê di heman demê de dikare bandorek girîng li ser qalîteya girêdana paşîn a paşîn jî hebe. Piştî ku werin girêdan, pêdivî ye ku panelên camê neyên guheztin ji ber ku ev ê bibe sedema bermahiyên zeliqandî yên xuyayî li ser camê û kêmasiyên di qata adhesive ya rastîn de. Di dawiyê de, adhesive bi tîrêjên UV-ê bi dirêjahiya pêlê 365 nm tê sax kirin. Ji bo vê yekê, çirayek UV ya bi dendika hêzê ya 6 mW/cm2 hêdî hêdî li ser tevahiya rûbera adhesive 60 s derbas dibe.
Têgeha panelên pêkhatî yên cam ên tenik ên sivik û xwerû yên bi navika polîmer a bi lêzêdekirî ve hatî çêkirin ku li vir hatî nîqaş kirin ji bo karanîna di rûgehên pêşerojê de têne armanc kirin. Bi vî rengî, panelên pêkhatî divê bi standardên bicîhkirî re tevbigerin û daxwazên dewletên sînorê karûbarê (SLS), dewletên sînorê hêza dawîn (ULS) û daxwazên ewlehiyê bicîh bînin. Ji ber vê yekê, panelên pêkhatî divê bi ewle, bihêz, û têra xwe hişk bin ku li ber bargiran (wek barkêşên rûkalê) bêyî şikestin an deformasyona zêde bisekinin. Ji bo vekolîna bersiva mekanîkî ya panelên pêkhatî yên cam ên ku berê hatine çêkirin (wek ku di beşa Testkirina Mekanîkî de hatî destnîşan kirin), ew ketin ceribandinên barkirina bayê ku di binbeşa paşîn de hatî destnîşan kirin.
Armanca ceribandina fizîkî lêkolîna taybetmendiyên mekanîkî yên panelên pêkhatî yên dîwarên derveyî di bin barên bayê de ye. Ji bo vê armancê, panelên pêkhatî yên ku ji 3 mm stûriya camiya tam şêlandî ya derveyî û 14 mm qalind korek bi lêzêdekirî çêkirî (ji PIPG-GF20) pêk tê, wekî ku li jor hatî destnîşan kirin bi karanîna zeliqê Henkel Loctite AA 3345 (Hêjî. 7 çep) hatin çêkirin. )). . Dûv re panelên pêkhatî bi pêlên metal ên ku di çarçoweya darê de û li aliyên avahiya bingehîn ve têne rêve kirin bi çarçoweya piştevaniya darê ve têne girêdan. 30 çîp li dora perimeterê panelê hatin danîn (li xêza 7-ê li xêza reş li milê çepê binêre) da ku şert û mercên piştgirîya xêzikî yên li dora perimeterê bi qasî ku ji nêz ve were hilberandin.
Dûv re çarçoweya ceribandinê li dîwarê ceribandinê yê derveyî bi sepandina zexta bayê an kêşana bayê li pişt panela pêkhatî hate mohrkirin (Wêne 7, jorîn rast). Pergalek pêwendiya dîjîtal (DIC) ji bo tomarkirina daneyan tê bikar anîn. Ji bo vê yekê, cama derveyî ya panelê ya pêkhatî bi çarşefek elastîk a zirav a ku li ser wê bi qalibek dengek pearline hatî çap kirin tê pêçandin (Wêne. 7, binê rastê). DIC du kamerayan bikar tîne da ku pozîsyona têkildar a hemî xalên pîvandinê li ser tevahiya rûyê camê tomar bike. Di çirkeyê de du wêne hatin tomarkirin û ji bo nirxandinê hatin bikaranîn. Zexta di jûreyê de, ku bi panelên pêkhatî ve hatî dorpêç kirin, bi fanek bi 1000 Pa zêde dibe heya nirxek herî zêde 4000 Pa, da ku her asta barkirinê 10 çirkeyan were domandin.
Sazkirina fizîkî ya ceribandinê jî ji hêla modelek hejmarî ya bi heman pîvanên geometrîkî ve tê destnîşan kirin. Ji bo vê, bernameya hejmarî Ansys Mechanical tê bikaranîn. Avahiya bingehîn tevnek geometrîkî bû ku hêmanên SOLID 185 şeşgoşeyî bi aliyên 20 mm ji bo camê û hêmanên SOLID 187 tetrahedral bi aliyên 3 mm bikar anîn. Ji bo hêsankirina modelkirinê, di vê qonaxa lêkolînê de, li vir tê texmîn kirin ku acrylate ku tê bikar anîn bi îdeal hişk û zirav e, û wekî girêdanek hişk di navbera cam û materyalê bingehîn de tê destnîşankirin.
Panelên pêkhatî li derveyî navikê di xetek rast de têne rast kirin, û panela camê di bin barek zexta rûkalê ya 4000 Pa de ye. Her çend di modelkirinê de nehêleyên geometrîkî li ber çavan hatin girtin jî, di vê qonaxê de tenê modelên maddî yên rêzik hatine bikar anîn. xwendina zanko. Her çend ev texmînek derbasdar e ji bo berteka elastîk a xêzikî ya camê (E = 70,000 MPa), li gorî daneya hilberînerê materyalê bingehîn a polîmerî (viscoelastic) [17], hişkiya xêzikî E = 8245 MPa di nav de hate bikar anîn. analîza heyî divê bi hişkî were fikirîn û dê di lêkolînên pêşerojê de were lêkolîn kirin.
Encamên ku li vir têne pêşkêş kirin bi giranî ji bo deformasyonên li barkirina bayê herî zêde heya 4000 Pa (=ˆ4kN/m2) têne nirxandin. Ji bo vê yekê, wêneyên ku bi rêbaza DIC-ê hatine tomar kirin bi encamên simulasyona jimareyî (FEM) re hatin berawirdkirin (Wêne. 8, binê rastê). Digel ku di FEM-ê de tevheviyek îdeal a 0 mm bi piştgirên xêzikî yên "îdeal" ve di FEM-ê de tê hesibandin, dema ku DIC-ê dinirxîne divê jicîhûwarkirina fizîkî ya devera qiraxê were hesibandin. Ev ji ber toleransên sazkirinê û deformasyona çarçoweya ceribandinê û morên wê ye. Ji bo danberhevê, jicîhûwarkirina navînî ya li herêma qiraxê (xêza spî ya xêzkirî ya di xêza 8-ê de) ji jicîhûwarkirina herî zêde ya li navenda panelê hate derxistin. Jicîhûwarkirinên ku ji hêla DIC û FEA ve hatine destnîşankirin di Tabloya 1-ê de têne berhev kirin û bi rengek grafîkî li goşeya çepê ya jorîn a Fig. 8 têne xuyang kirin.
Çar astên barkirinê yên sepandî yên modela ceribandinê wekî xalên kontrolê ji bo nirxandinê hatin bikar anîn û di FEM de hatin nirxandin. Jicîhûwarkirina navendî ya herî zêde ya plakaya pêkhatî di rewşa bêbar de ji hêla pîvandinên DIC ve di asta barkirinê de 4000 Pa li 2,18 mm hate destnîşankirin. Digel ku veguheztinên FEA yên di barên kêmtir de (heta 2000 Pa) hîn jî dikarin bi awakî rast nirxên ceribandinê ji nû ve hilberînin, lê zêdekirina ne-hêlî ya tengahiyê di barên bilind de bi rast nayê hesibandin.
Lêbelê, lêkolînan destnîşan kir ku panelên pêkhatî dikarin li ber barên bayê giran bisekinin. Bi taybetî hişkbûna bilind a panelên sivik derdikeve pêş. Bi karanîna hesabên analîtîk ên ku li ser bingeha teoriya xêzikî ya lewheyên Kirchhoff [20] têne bikar anîn, deformasyonek 2,18 mm di 4000 Pa de bi guheztina tabloyek yekane ya 12 mm qalind di bin heman şert û mercên sînor de têkildar e. Wekî encamek, stûrbûna camê (ya ku di hilberînê de enerjiyek zexm e) di vê panela pêkhatî de dikare bi 2 x 3 mm cama kêm bibe, û di encamê de 50% teserûfa materyalê peyda dike. Kêmkirina giraniya giştî ya panelê di warê kombûnê de feydeyên din peyda dike. Digel ku panelek pêkhatî ya 30 kg dikare bi hêsanî ji hêla du kesan ve were rêve kirin, panelek camê ya kevneşopî ya 50 kg hewceyê piştgirîya teknîkî ye ku bi ewlehî tevbigere. Ji bo ku bi awakî rast behremendiya mekanîkî were temsîl kirin, dê di lêkolînên pêşerojê de modelên hejmarî yên berfirehtir hewce bibin. Analîzkirina hêmanên dawîn dikare bi modelên materyalên nehêl ên berfireh ên ji bo polîmer û modela girêdana adhesive bêtir were zêdekirin.
Pêşkeftin û başkirina pêvajoyên dîjîtal di baştirkirina performansa aborî û jîngehê de di pîşesaziya avakirinê de rolek sereke dilîze. Ji bilî vê, bikaranîna cama tenik di rûberan de soza teserûfa enerjî û çavkaniyê dide û ji mîmariyê re îmkanên nû vedike. Lêbelê, ji ber stûrbûna piçûk a camê, çareseriyên sêwirana nû hewce ne ku camê bi têra xwe xurt bikin. Ji ber vê yekê, lêkolîna ku di vê gotarê de hatî pêşkêş kirin, têgeha panelên pêkhatî yên ku ji cama zirav û strukturên bingehîn ên polîmer ên çapkirî yên 3D-ya xurtkirî hatine çêkirin vedikole. Tevahiya pêvajoya hilberînê ji sêwiranê heya hilberînê hatiye dîjîtalkirin û otomatîk. Bi alîkariya Grasshopper, xebatek pel-ber-fabrîk hate pêşve xistin da ku bikaribe di rûdanên pêşerojê de panelên pêkhatî yên cama tenik bikar bîne.
Hilberîna prototîpa yekem fizibilî û dijwariyên hilberîna robotîk destnîşan kir. Digel ku hilberîna lêzêdeker û jêderk jixwe baş yekgirtî ne, bi taybetî serîlêdan û kombûna adhesive ya bi tevahî otomatîkî kêşeyên din hene ku di lêkolîna pêşerojê de bêne çareser kirin. Bi ceribandina mekanîkî ya pêşîn û modela lêkolînê ya hêmanên bêdawî yên têkildar, hate destnîşan kirin ku panelên fiberglass ên sivik û zirav ji bo serîlêdanên xwe yên façayê yên amanc hişkbûna têra xwe ya guheztinê peyda dikin, tewra di bin şert û mercên barkirina bayê giran de. Lêkolîna domdar a nivîskaran dê potansiyela panelên pêkhatî yên cama tenik ên dîjîtal ên çêkirî yên ji bo sepanên rûdanê bêtir vekole û bandora wan nîşan bide.
Nivîskar spasiya hemî piştgirên ku bi vê xebata lêkolînê re têkildar in dixwazin. Bi saya bernameya diravî ya EFRE SAB ya ku ji fonên Yekîtiya Ewropî ve hatî fînanse kirin di forma destûrnameya No. de ji bo peydakirina çavkaniyên darayî ji bo kirîna manîpulatorek bi ekstruder û amûrek mêzînê. 100537005. Bi ser de, AiF-ZIM ji bo fînansekirina projeya lêkolînê ya Glasfur3D (hejmara xelatê ZF4123725WZ9) bi hevkariya Glaswerkstätten Glas Ahne, ku piştgirîyek girîng ji bo vê xebata lêkolînê peyda kir, hate nas kirin. Di dawiyê de, Laboratoriya Friedrich Siemens û hevkarên wê, nemaze Felix Hegewald û alîkarê xwendekar Jonathan Holzerr, piştgiriya teknîkî û pêkanîna çêkirin û ceribandina laşî ku bingeha vê gotarê çêkiriye qebûl dikin.
Dema şandinê: Tebax-04-2023