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1. (WO2018088965) MULTI-MATERIAL OPTIMIZATION FOR 4D PRINTING OF ACTIVE ROD STRUCTURES
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Pub. No.: WO/2018/088965 International Application No.: PCT/SG2017/050565
Publication Date: 17.05.2018 International Filing Date: 10.11.2017
IPC:
B29C 67/00 (2017.01) ,B33Y 50/02 (2015.01) ,B29C 51/00 (2006.01) ,B29C 64/00 (2017.01) ,B33Y 10/00 (2015.01) ,B33Y 30/00 (2015.01)
Applicants: SINGAPORE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND DESIGN[SG/SG]; 8 Somapah Road Singapore 487372, SG
Inventors: WEEGER, Oliver Manuel; SG
KANG, Yue Sheng, Benjamin; SG
YEUNG, Sai-kit; SG
DUNN, Martin Leonard; SG
Agent: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER LLP; P.O. Box 1088 Rochor Post Office Rochor Road Singapore 911833, SG
Priority Data:
10201609437S10.11.2016SG
Title (EN) MULTI-MATERIAL OPTIMIZATION FOR 4D PRINTING OF ACTIVE ROD STRUCTURES
(FR) OPTIMISATION MULTI-MATÉRIAU DESTINÉE À L’IMPRESSION 4D DE STRUCTURES EN TIGES ACTIVES
Abstract: front page image
(EN) A design optimization and manufacturing approach for the creation of complex 3D curved rod structures with spatially variable material distributions that exhibit active deformation behavior is provided. The framework optimizes the cross-sectional properties of a rod structure, in particular the Young's modulus, such that under given loading conditions the rod structure may obtain one or more target shapes resulting from geometrically nonlinear deformation, from which the structure can then actively deform back to the original shape due to the shape memory effect. A novel algorithm is provided to generate physical realizations from the computational design model, which allows their direct fabrication via printing of shape memory composites with voxel-level compositional control with a multi-material 3D printer. The design and manufacture digital toolchain allows the continuous variation of multiple active materials as a route to optimize mechanical as well as active behavior of a structure.
(FR) La présente invention concerne une approche d’optimisation de la conception et de fabrication destinée à la création de structures en tiges incurvées (3D) complexes présentant des distributions spatialement variables de matériau qui font preuve d’un comportement de déformation active. L'ossature optimise les propriétés transversales d’une structure en tiges, en particulier le module de Young, de sorte que sous des conditions de charge données la structure en tiges peut atteindre une ou plusieurs formes cibles résultant de la déformation géométriquement non linéaire, à partir de laquelle la structure peut ensuite se déformer activement à nouveau vers la forme d’origine dû à l’effet de mémoire de forme. La présente invention concerne un nouvel algorithme permettant de générer des réalisations physiques à partir d’un modèle de conception informatique, qui permet leur fabrication directe par l’intermédiaire de l’impression de composites de mémoire de forme avec une commande de composition de niveau voxel par l’intermédiaire d’une imprimante multi-matériau (3D). La conception et la chaîne d’outil numérique de fabrication permettent la variation continue des matériaux actifs multiples comme voie d’optimiser le comportement mécanique aussi bien qu’actif d’une structure.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Office (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
European Patent Office (EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)