Om de voorgestelde methode aan te tonen, tonen we de fabricage van een enkele buig actuator. Om deze Actuator te fabriceren, werden vier vellen TPU van afmeting 25 cm x 25 cm gesneden, gestapeld en vervolgens glad gemaakt met behulp van een warmte pers (Figuur 1a). Na het protocol werd de warmte pers 10 min. bij een ingestelde temperatuur van 200 °F aangebracht. Rimpels in de gelamineerde vellen kunnen resulteren in problemen met hechting tijdens de lasersnijden stap, waardoor een perfect glad oppervlak is essentieel voor reproduceerbare resultaten. Afbeelding 1B toont bijvoorbeeld een resulterende laminering die rimpels bevat die de gewenste resultaten niet zullen opleveren, terwijl figuur 1c een resulterende laminering toont die voldoende plat is om de gewenste resultaten te produceren.
Het 2D-ontwerp van de pneumatische actuator werd getekend in AutoCAD. Deze Actuator werd gemaakt door simpelweg een rechthoek van 8 mm x 150 mm te tekenen. Een lineair patroon van acht lijnen, elk 1,34 mm lang, werd toegevoegd aan het midden van het ontwerp met een afstand van 10 mm (rood gemarkeerd in Figuur 2). Tot slot werd de opening van de actuator (blauw gemarkeerd in Figuur 2) ontworpen door toevoeging van een rechthoek met een open einde van 4 mm x 8 mm. Er is een AutoCAD-bestand (. DWG) voor deze Lineaire Actuator van het voorbeeld beschikbaar in het aanvullende materiaal.
De gelaagd vierlaagse stapel TPU werd vervolgens geplaatst in de lasersnijmachine (Figuur 3a) en het 2D-ontwerp werd geïmporteerd met behulp van de software van de lasersnijmachine. De focus tool op de laser cutter bevestigde de pasvorm van de 2D tekening positie op de gelamineerde TPU vellen. Voor een eerste run, de laser cut werd ingesteld op snelheid = 60%, vermogen = 80%, en PPI = 500. Zodra het werd voltooid, zonder de positie van de polyurethaan platen te veranderen, werd een tweede run met nieuwe instellingen gestart bij snelheid = 55%, vermogen = 85% en PPI = 500. Hetzelfde proces werd herhaald met nieuwe instellingen voor een derde keer op snelheid = 50%, vermogen = 90%, en PPI = 500. Door de snelheid te verlagen en het vermogen te verhogen, wordt de pneumatische actuator langere tijd aan de warmtebron blootgesteld en kan deze smelten en hecht om een lekvrije ballon te garanderen die gemakkelijk van de rest van het TPU-blad kan worden gescheiden (Figuur 3b). Opgemerkt moet worden dat de Lasersnijder altijd gelijktijdig snijden en lassen van de TPU; het snijden en lassen gebeurt niet in afzonderlijke stappen of bereikt door verschillende instellingen.
Om de actuator aan een luchttoevoer Unit te kunnen koppel, werd de opening van de actuator met een schaar gesneden en werd een RVS naald (figuur 4b) tussen de tweede en derde lagen van de laser-cut Actuator ingebracht. Om een lekvrij systeem te behouden, werd de buitenkant van de naald vooraf bedekt met lijm (figuur 4c). Vervolgens werd de interface van de actuator en de roestvrijstalen naald strak gewikkeld met PTFE tape (figuur 4D).
Ten slotte werd met behulp van een digitale vloeistof dispenser de pneumatische actuator (figuur 5a) opgeblazen tot een druk van 5 psi om een afbuiging te observeren in de regio waar de array van lijnen werd ontworpen (Figuur 5b).

Figuur 1: warmte persen. (A) beeld van de hitte pers met de TPU-vellen om te worden gelamineerd. B) voorbeeldafbeelding van slecht gelamineerd vellen met overmatige rimpels. (C) voorbeeldafbeelding van met succes gelamineerde vellen met een glad oppervlak. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 2: Actuator ontwerp. Afbeelding van een CAD-tekening die wordt gebruikt om een enkele buig Actuator te vormen. Het onderste ontwerp toont de omtrek van de actuator, het middelste ontwerp toont een enkele lijn toegevoegd als een buig functie, en het bovenste ontwerp toont een complete actuator. De rode doos markeert de functies die het buig gebied van de actuator vormen. De blauwe doos markeert de regio voor het aansluiten van een naald voor druk. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 3: Laser snijder. A) afbeeldingvan de gelamineerde vellen in een Lasersnijder. (B,C) Beeld van de bediensleutel die na lasersnijden moet worden verwijderd. C) het beeld van de actuator. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 4: naald aansluiting. Afbeeldingen met de stappen voor het aansluiten van een botte naald (a) op een ballon actuator met lijm (B) als lijm. De naald wordt ingebracht in het smalle uiteinde van de actuator, die wordt geopend met behulp van een schaar (C) en verzegeld met PTFE tape (D). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 5: buig actuator. A) het beeld van de Actuator in een niet onder druk staande toestand. B) het beeld van de Actuator in een onder druk staande toestand. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Aanvullend materiaal. Klik hier om dit bestand te downloaden.