Структурирование хранилища - Vault structuring - Wikipedia

Структурирование хранилища это формирование технология для создания трехмерных прямоугольный или же шестиугольник конструкции из тонкостенных материалов, таких как листовой металл, пластик защитное покрытие картон и бумага. Он отличается от традиционных процессов формования листового металла (таких как тиснение, бисероплетение и гидроформовка ), позволяя самоорганизованное структурирование с минимальными потребление энергии во время процесса формовки, который особенно предлагает материал и экономия энергии. Основным преимуществом является повышенная жесткость (жесткость на изгиб и выпуклость) структурных материалов сводов по сравнению с неструктурированными материалами. Структурированные материалы сводов являются продуктами компании Dr. Mirtsch GmbH и защищены многочисленными национальными и международными патентами.

Базовые явления построения прямоугольного свода

В середине 70-х годов профессор доктор Франк Мирч обнаружил принцип самоуплотняющегося эффекта конструкций хранилищ неожиданным формирование структуры в тонкостенном цилиндре.

Для основного процесса необходимы только тонкостенный цилиндр и опорные элементы (опорные кольца), которые располагаются на внутренней поверхности цилиндра. Когда цилиндр находится под внешним давлением, материал между опорными кольцами проталкивается внутрь. При достижении критического, но все же достаточно небольшого внешнего давления (точка нестабильности) прямоугольные сводчатые конструкции образуются самопроизвольно. Этот эффект на жаргоне называется «коробление «. Прямые окружные складки возникают за счет нижележащих опорных элементов, в то время как осевые складки развиваются сами по себе (самоорганизация) в шахматном порядке без использования основного инструмента.

а) опорные кольца б) навязываемый баллон с низким давлением; в) прямоугольная сводчатая конструкция

Эволюция шестиугольных сводов

Во время исследования улучшенных структур хранилищ был выбран новый подход.

Эволюция шестиугольных структур Убежища

Путем смягчения граничных условий прямоугольные структуры эволюционируют в шестиугольные сводчатые конструкции за счет дополнительной самоорганизации вдоль горизонтальных складок. Шестигранная конструкция свода обеспечивает для листовых материалов повышенную изотропную жесткость по сравнению с прямоугольными конструкциями свода.

Постоянно рабочий процесс структурирования хранилища

Аналогично формированию шестигранных сводчатых структур модификация позволяет формировать структуру в периферийном направлении. Это привело к развитию процесса непрерывного структурирования свода для производства пластин или катушек.

Синергетические свойства структурированных материалов Vault

Повышенная жесткость приводит к снижению веса: Конструкции свода придают материалу многомерную жесткость против изгиба и вздутия. Компоненты, например из металла, пластика или волокнистых материалов можно использовать - с той же функциональностью - для экономии материала и веса.

Меньше шума за счет снижения уровня шума тела: По сравнению с неструктурированным материалом конструкции свода делают материал более жестким и таким образом смещают резонансные частоты в сторону более высоких частот. Как прямой результат - неприятное гудение тонкостенных компонентов (например, кондиционер каналов или фасадов) уменьшается. В то же время материал свода показывает улучшенные акустическое гашение характеристики.

Полное сохранение качества поверхности: Структурирование свода не только поддерживает свойства материала мягким деформация но и качество его поверхности. Перед структурированием исходный материал можно снабдить высококачественной обработкой поверхности, например покраской, анодированием и маркировкой. Обработка поверхности исходного материала, такого как рулон, в целом более экономична и безопасна для окружающей среды, чем обработка отдельной детали после операции формования.

Дизайн и практически безбликовое отражение света: Помимо бионического дизайна, зеркальные своды разделяют свет на множество мелких точек, отражаясь от каждой отдельной конструкции. Без бликов отражение света генерируется, который может быть успешно использован для светоотражателей или фасадов.

Повышенные тепломассообменные характеристики: Используемые структуры хранилища, например в теплообменник стены сильно увеличивают теплопередача поток жидкости. Это увеличение происходит из-за постоянной турбулентности жидкости на конструкциях свода. Поскольку конструкции свода не имеют острых краев и имеют постоянную площадь поперечного сечения во всех поперечных сечениях, давление увеличивается лишь относительно немного по сравнению с гладкой стенкой.

Приложения

Структура хранилища применялась в различных сферах и отраслях промышленности.

Стиральный барабан (Softtronic от Miele)
Фасады и элементы кровли (Дворец спорта в Одессе)
Отражатели для световой техники (лампа HEXAL от Siteco)
Rigid Tubes (синхротронная детекторная трубка с очень тонкими стенками от DESY)
Автомобильная часть (задняя панель для Mercedes SLK-класса Daimler AG)