Умная одежда

Умная одежда

Исследователи пытаются найти более практичные и удобные в повседневности способы для объединения источников энергии и одежды.

Так, вот некоторые из ученых заняты разработкой именно генераторов энергии, другие же делают упор на использовании батарей для накопления энергии и уменьшения их размеров.

Группа ученых из Иллинойса (США) обьединила эти два направления и разрабатывает легкую, и что еще более важно, эластичную энергетическую панель которая отлично подходит для использования в умной одежде.

Разработчики придумали приспособление, похожее на медицинский пластырь, и может быть закреплено на теле человека. На разработку данного литий ионного аккумулятора исследователей подтолкнула насущная потребность в приборе, который бы был гибкий и мог бы хранить, и по возможности вырабатывать электрическую энергию. Ведь все разработанные ранее подобные приборы были твердыми и не допускали изгибы что для одежды неизбежно.

«Мы верим, что в будущем в текстильной индустрии будут использоваться тонкие, мягкие, приятные на ощупь материалы, которые будут постоянно следить за состоянием здоровья своего владельца» — говорит один из разработчиков.

Как вам такой сценарий: вы, не дай бог, перебрали на вечеринке и случайно упали и заснули в сугробе. Умная рубашка по температуре тела, пульсу и дыханию сразу же определит что с хозяином приключилась беда и отправляет спасательную СМС с GPS координатами ближайшему родственнику, и в это же время пытается вас разбудить с фразами «Вставай, хозяин, поднимайся, еще 5 минут, и у тебя руки отмерзнут и их придется отрезать, нехорошо, кому ты нужен будешь такой? Уйдет жена, с работы уволят, станешь инвалидом, дети станут побираться, чтоб заработать на хлеб» Думаю если человек такое услышит, то мигом протрезвеет.

Или у человека с сердцем проблемы — а умная одежда может мигом определить остановку сердца и впрыснет уже почти покойнику в кровь спасательную дозу нитроглицерина и адреналина и так же вызовет бригаду реанимации, так что у человека появятся реальные шансы на спасение.

Эта идея настолько очевидна и логична, что непонятно, почему ее до сих пор никто не реализовал.

И умная одежда остро нуждается в источнике тока, который бы запасал и вырабатывал электричество, а так же был в тоже время гибким и малогабаритным.

Уже разработаны панели, состоящие из маленьких чешуек, которые соединены вместе друг с другом гибкими звеньями, в результате мы получаем довольно эластичные батареи.

Каждый миллиметр батареи дает приблизительно 0,1 миллиампер/час энергии, поэтому сумарная мощность батареи зависит от длинны цепи.

Группа продолжает разработки и сейчас добавляет в конструкцию маленькие солнечные панели. Они будут снабжать током сенсоры, которые будут определять биологические показатели владельца одежды.

Ну что ж, с нетерпением ждем выхода умной одежды. Особенно хотелось бы приобрести штаны, которые будут сообщать о расстегнутой ширинке)))

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Технологии 3d печати

3dprint

3D привет всем!

Сейчас наблюдается очень активное развитие 3d печати и распространение 3d принтеров среди населения. Процесс печати выполняется не так как при традиционном производстве, хотя получаемый продукт практически одинаков. Давайте более детально рассмотрим технологии 3d печати, которых разработано уже не один и не два. Самые распространенные из них это фотополимерная печать, печать расплавленной нитью, лазерное спекание и прямое спекание металла.

Фотополимерная печать

Эта технология 3d печати подразумевает получение детали с использованием жидких фотополимеров, которые затвердевают под действием лучей ультрафиолета.

Фотополимеры бывают разных цветов, разной прозрачности и механических свойств, начиная от мягких и упругих пластичных и заканчивая твердыми и жесткими композитными соединениями, способными выдерживать повышенные температуры до 220 °С и давление до 60 атмосфер.

Преимущество фотополимерной печати — высокое качество отпечатанных деталей. Фотополимерная печать создает детали с гладкой поверхностью и низкой шероховатостью (до 16 микрон). Но ультрафиолетовая стабильность и долговечность деталей оставляют желать лучшего. Продолжительное воздействие УФ лучей вызывает у фотополимеров хрупкость, ломкость и изменение внешнего вида. Некоторые из фотополимеров теряют первоначальную форму и размеры при контакте с влагой.

Наиболее распространенные фотополимеры марок SL и Polyjet. Последний подразумевает технологию при которой частицы маленьких капелек пластика накладываются тонким слоем и облучаются УФ излучением. SL технология — при ней лазер ходит по траектории и слой за слоем облучает пластик, при этом затвердевают только те участки пластика, которые лазер облучил а остальной пластик остается сыпучим.

Обе технологии идеально подходят для изготовления моделей для заливки силиконом или шаблонов для литья по выплавляемым моделям.

Печать расплавленной нитью

По этой технологии создание 3х мерных деталей происходит так: нагретая головка экструдера движется по контуру детали, а в нее подается нить пластика. Главное преимущество этого метода — возможность изготовления крепких и долговечных пластиковых деталей для традиционного машиностроения.

Эта технология 3d печати дает относительно высокую размерную точность. К тому же деталь менее склонна к деформации по сравнению с лазерным спеканием. Самым существенным недостатком этой технологии является то что на деталях присутствуют послойные линии. Это усложняет процесс получения деталей т.к. необходимо дополнительно обрабатывать поверхность деталей для более эстетического внешнего вида.

Лазерное спекание

Эта технология 3d печати подразумевает расплавление порошкообразного полимера или композита с помощью маломощного углекислотного лазера, который плавит послойно контур 3d объектов на рабочем поле. Материалом обычно служит полимер на основе нейлона. Другой специальный материал для лазерного спекания — термопластичный эластомер, который имеет свойства резины и используется для печати шлангов, уплотнений и прокладок.

Так же полистирол низкой плотности может быть использован для изготовления деталей по этой технологии и такая модель детали может служить для литься по выплавляемым газофицируемым моделям.

Другое преимущество лазерного спекания — 3d детали поддерживаются в формирующей емкости окружающим слоем пластикового гранулятора поэтому можно производить сложную печать объекта в объекте или деталей со смещенным центром тяжести и не боятся что она опрокинется в процессе печати.

Тепловой характер процесса приводит к температурным деформациям. Так же существует обратная взаимосвязь между механической прочностью и размерной точностью. Мощность лазера и температура в формирующей емкости увеличивают слипание частичек порошка окружающих деталь. От этого она качественнее пропекается и получается немного больше, но размеры уходят, поэтому такая деталь потом может не собраться в сборку. Опытные операторы 3d принтеров могут настроить мощность лазера в зависимости от детали и получить хорошие результаты но для этого нужна практика.

Прямое спекание металла (ПСМ)

Эта технология подразумевает использование иттрий-алюминий-рубинового лазера. При этом происходит как бы микросварка порошкообразного металла или сплава. В итоге получается деталь, со свойствами как у обычной отливки из металла!!!

Благодаря тепловой обработке и не меняющемуся давлению, становится возможным улучшить металлургические свойства изделий (отсутствуют включения воздуха, которые бывают при традиционном литье металла)

Вот преимущества этой технологии 3d печати: можно получить цельный контур детали без избыточного программирования и расходов на подготовку производства. Технология дает более экологичное производство по сравнению с классическими методами металлургии.

Так же появляется возможность объединить некоторые сборки, уменьшив количество составных частей, что экономит затраты труда и сокращает время сборки узла, упрощает процесс. Учитывая это можно сказать что ПСМ подходит для низкобюджетного производства мелких партий деталей и ускоренного изготовления опытных образцов.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

Печать автомобиля на 3D принтере

LM3D1

Ну вот наконец то 3D печать «докатилась» таки и до автомобильной индустрии. Теперь можно напечатать себе по частям автомобиль практически любой формы и цвета, насколько хватит вашей фантазии.

Модель первого автомобиля, напечатанного на 3D принтере называется LM3D Swim (swim- дословно переводится как плавающий). Внешний вид хоть и не сильно но выделяется от обычных автомобилей. Кабриолет с двумя или четырьмя посадочными местами вряд ли будет пользоваться спросом среди широких масс, но вот студентам, романтикам или технарям, которые всегда на кромке последних инноваций думаю такой «жужик» будет интересен.

75% деталей этого авто напечатаны на 3D принтере. И производитель говорит что эта цифра будет увеличена до 90%!

О технологии

Детали автомобилей печатают не простым пластиком, а пластиком армированным углеродным волокном и содержит он до 15 % карбонового компонента. Такая пропорция выбрана для производства деталей кузова автомобиля за его жесткость и за высокое соотношение прочности к весу, он экструдируем и имеет малый коэффициент температурного расширения.

Эти характеристики уменьшают вероятность деформации в процессе 3D печати поэтому дают высокую точность деталей, а так же качественную поверхность и невысокую шероховатость которая очень важна для деталей кузова автомобиля.

В 3D печати искривление и коробление деталей бывает из-за неправильно подобранных и техники печати. После наложения 1го слоя материал должен успеть достаточно остыть. Затем накладывается второй слой пластика, и первый слой ограничивает коробление второго слоя и так далее.

Компонент пластика (сополимер стирола) действует как клей, в то время как карбоновое волокно повышает механическую прочность и уменьшает коробление.

Безопасность автомобиля из пластика

Следует особо остановится на безопасности автомобиля из деталей выполненных методом 3D печати. Материал должен отвечать нормам безопасности, т.к. это первостепенное требование для любого автомобиля. Кузов должен быть достаточно прочный, упругий, а при превышении расчетных нагрузок (которые бывают при аварии) не должен иметь острых кромок чтоб уберечь человека от глубоких ран.

Поэтому проектировщикам автомобилей из пластика нужно всегда учитывать это требование и проводить испытания и краштесты, которые есть обязательными при серийном выпуске автомобилей.

Вывод: 3D печать может (и начинает это делать) раз и навсегда перевернуть всю автомобильную индустрию. Шутка ли, автомобиль всегда был самой большой статьей расходов любой семьи (естественно после недвижимости, которая на первом месте) и на которую многие люди копили свои кровные на протяжении нескольких лет, а то и десятилетия. И теперь бам, те деньги, которые доставались автомобильным производителям теперь пойдут совсем не туда и не в таких количествах. Налицо автомобильная революция.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

Собираем энергию колебания строений

53633bb0

3D привет всем!

Исследователи уже давно сообразили, что можно получать энергию очень необычным способом — от колебания зданий, мостов, деревьев. Звучит необычно но это возможно.

Американские ученые разработали небольшие, ветвеобразные устройства, которые могут собирать энергию естественной вибрации от ветра строений и использовать ее для электрификации сенсоров, осветительных приборов, габаритных огней или другой маломощной техники.

Даже при относительно небольшом ветре здания колеблются, мосты раскачиваются из стороны в сторону, поэтому они могут быть источниками возобновляемой электроэнергии. Фактически у нас в мире существуют тысячи строений и мостов — уже готовых генераторов энергии. Наша задача — эту энергию собрать с помощью специальных устройств и пустить в дело. Раньше эта энергия попусту уходила в никуда, но с развитием науки мы должны становится умнее и использовать все доступные нам ресурсы энергии.

Первоочередной вопрос в данном направлении — это увеличение снимаемой мощности и создание такой системы, которая не нуждалась бы в частом обслуживании. Сейчас в большинстве случаев энергия накапливается в аккумуляторах, но они не достаточно надежны и зависимы от температуры эксплуатации, что нам не очень подходит. Идеально было бы избавится от аккумуляторных батарей. Такое решение очень было бы кстати в отдаленных местностях, где не развита транспортная инфраструктура и нет возможности для ремонта, поэтому механизм должен быть максимально надежным и отказоустойчивым.

Напряжение, полученное от колебания строений небольшое, ученые смогли получить от 0,8 до 2 Вольт, что очень мало.

Итог: Пока что приспособления для сбора энергии колебаний строений остаются в институтских лабораториях и на бумаге. До широкого внедрения в нашу жизнь еще дело не дошло, предстоит проделать работу по практической реализации таких устройств, но то что это перспективно и интересно — это однозначно.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

5 новых «зеленых» технологий, которые ожидаются в 2016 году

5zelentehnolog

      1. Солнечные батареи становятся не только солнечными

Солнце всегда было экологическим направлением в энергетике с блестящими (извините за тавтологию) перспективами. И солнечные панели развиваются и становятся более технологичными.

Группа китайских исследователей недавно опубликовала отчет о том, что слой графена (новая двумерная модификация углерода) добавленный в солнечную панель может дать возможность вырабатывать электричество во время дождя! используя кинетическую энергию капли воды!!!

Другая группа исследователей, уже из Америки, разрабатывают солнечную панель с ванадиевым электролитом, которая бы смогла сохранять энергию продолжительное время — и отдавать ее даже ночью!

Так же ведутся разработки в создании пленок на оконное стекло, которые бы собирали солнечную энергию. А так же разрабатывается специальная краска, которая могла бы выполнять не только защитную и декоративную функции но и вырабатывала бы ток!

      1. Зеленые материалы для 3D печати

Как ни печально, но шагающая по всей планете 3D печать сейчас негативно влияет на экологию. Почему? Поясню: чем больше оборот пластика, тем больше мусора появляется на планете, а это в глобальном масштабе не дает ничего хорошего.

Но не будем унывать, уже найдены несколько материалов для 3D печати, включая материалы на основе древесины, которые могут спасти от «пластикового апокалипсиса». Уже опробован материал на основе технической конопли, который может быть использован в обычных 3D принтерах вместо обычного PLA полимера без переналадки последних.

      1. Аккумуляторы нового поколения

Разработчики заняты реализацией новых способов сбережения энергии. И сохранение «зеленой» энергии — это один из самых гарячо обсуждаемых вопросов во всех экологических отраслях.

И опять таки, здесь отличились американские ученые. После анализа фотосинтеза растений они пришли к решению данного вопроса. Они попытались хранить энергию в химических связях. Для этого группа исследователей создала катализатор — сплав вольфрама, железа и кобальта который разделяет воду на кислород и водород. А водород впоследствии используется как топливо для водородных электрических элементов. Такой электрический элемент может быть не толще пластиковой карты, а по мощности аналогичен обычной литиевой батарее.

      1. Совершенствование ветряных генераторов

Когда говорится об альтернативной энергетике, то часто перед глазами возникает в первую очередь солнечные панели. Но множество инженеров трудится над усовершенствованием ветряных генераторов.

Во многих развитых странах доля вырабатываемой ветром энергии доходит до 20% от общего объема вырабатываемой энергии.

И сейчас основной упор поставлен на то чтобы ветряные генераторы были более доступны для широких масс потребителей. Чтоб каждый желающий мог купить набор или распечатать детали на 3D принтере и своими рукам собрать себе ветряной генератор.

      1. «Зеленый» транспорт

Нельзя не вспомнить о влиянии транспорта на экологическую обстановку в мире и о мрачном вкладе выхлопов бензиновых двигателей в легкие всех граждан мегаполисов. Если честно, нам нужно было пересесть на электрические авто еще несколько десятилетий назад. Но в этой индустрии завязаны крупные корпорации и еще более крупные деньги.

Самая передовая зеленая компания «Тесла Моторс» недавно презентовала долго ожидаемую модель №3 — электрокар, стоимостью 35 тыс. $. На открытии присутствовал главный собственник — Элон Маск. Он сказал что верит в будущее надежного экологичного транспорта, и такой транспорт первостепенная необходимость для будущего. Но расслабляться не время, ведь другие автомобильные компании «дышат нам в спину».

Ну что, поживем увидим, что из ожидаемого осуществится, а что — нет.

————

Виталий Сыроед

Ветряные генераторы и 3D печать

nicawindturbine

3D привет всем!

Как и все технологии, производство ветряных генераторов не стоит на месте, а развивается, приобретает новые формы, технические решения и методы их реализации.

Сегодня мы поговорим о небольших ветряных переносных электрогенераторах, которые могут быть установлены у удаленных от цивилизации местностях, таких, как берег моря или экопоселение.

Малый ветрогенератор отлично подойдет как бюджетный вариант для семьи, которая хочет жить не так, как все, но в тоже время не отказывать себе в комфорте, который дает электрическая энергия.

Проект передвижных ветряных генераторов был разработан и выложен на всеобщее обозрение на сайте Кикстартер. Он собрал 45 575 $, что говорит об заинтересованности людей, перспективности и широких возможностях в этой сфере.

Комплекты для сборки ветряных генераторов начали производится и продаваться как наборы напечатанных на 3D принтере составных частей, которые люди могут собирать своими руками.

Генератор способен производить возобновляемую и чистую электрическую энергию напряжением в 5 V и может быть сложен в чемодан.

Разработчики так же работают с местными жителями, чтоб построить больше ветрогенераторов для обеспечения электричеством всего района и стать первым районом, в котором для освещения используется только «зеленая» энергия.

Для более широкого продвижения технологии в массы, разработчик предлагает открытые исходники файлов для 3D принтеров для изготовления частей ветряных генераторов. Так же налажен выпуск больших генераторов с мачтами выполненными из металла.

Блог разработчика на английcком языке можно почитать здесь http://vwerc.blogspot.pt/