التصنيع المتقدم وتطبيقات هياكل الشبكة المركبة

ظهرت هياكل الشبكة المركبة كحل ثوري في مجال الطيران والسيارات والهندسة المتقدمة بسبب نسبة القوة إلى الوزن الاستثنائية ، وتحمل الأضرار ، والكفاءة الهيكلية. تتميز هذه الهياكل التي تشبه الشبكة ، التي تتميز بأضلاع تشديد مثلثية ، تتفوق على هياكل السندويش التقليدية والهياكل المتساوية من الألومنيوم من خلال الجمع بين التصميم الخفيف مع السلوك الميكانيكي شبه الخالص. عزز تطوير تقنيات التصنيع المتقدمة مثل وضع الألياف الآلي (AFP) ، ولعزف الخيوط ، والطباعة الألياف ثلاثية الأبعاد المستمرة بشكل أكبر من التصنيع لهياكل الشبكة المركبة ، مما يتيح إنتاج الهندسة المعقدة من حيث التكلفة.

الكفاءة الجافية وتوزيع الحمل:
يوزع تكوين الشبكة الثلاثي بشكل موحد الأحمال الميكانيكية من خلال شعريه ، مما يحاكي سلوك المواد شبه الفخارية. على عكس نوى قرص العسل التقليدية التي تعتمد على الترابط اللاصق لنقل قوة القص ، ترتبط أضلاع Isogrid المركبة بشكل متكامل بالجلد ، مع الحفاظ على الصلابة مع القضاء على خطر التخلص من التلوث. أظهرت الدراسات أنه بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم ، تحقق الألواح المتساوية في الوزن بنسبة 20-30 ٪ مع الحفاظ على مقاومة التواء أو حتى تجاوزها. بالإضافة إلى ذلك ، تعزز بنية جلد الضلع المتكررة تحمل الأضرار عن طريق حصر تلف التأثير (مثل كسور الأضلاع) داخل خلايا الوحدة الفردية ، مما يمنع الفشل الكارثي.

القدرة على التكيف البيئي:
تظهر هياكل الشبكة المركبة أداءً رائعاً في البيئات القاسية. يمنع تصميم الشبكة المفتوحة انحراف الرطوبة ، وهو عيب حاسم في هياكل شطيرة قرص العسل حيث يسرع دخول الماء التآكل. يمكن تعزيز الاستقرار الحراري من خلال مطابقة معاملات التمدد الحراري (CTE) للأضلاع والجلد. على سبيل المثال ، فإن القوالب الهجينة التي تجمع بين الألومنيوم والبوليتلابورو إيثيلين (PTFE) تستفيد من CTEs مختلفة لتحسين الضغط أثناء عملية المعالجة ، مما يضمن دقة الأبعاد تحت ركوب الدراجات الحرارية.

مرونة التصنيع:
يمكن أن تتكيف هياكل الشبكة مع الأشكال الهندسية المعقدة التي تتراوح من عاكسات الهوائي المكافئ إلى أسطوانات الصواريخ. تتيح العمليات الآلية مثل AFP ولف الشعيرة الإنتاج السريع للأسطح المنحنية والألواح المسطحة ، مما يقلل من تكاليف العمالة بنسبة تصل إلى 40 ٪ مقارنة مع رمية الكرة المركبة اليدوية.