This study explores the shape-morphing behavior of 4D-printed structures made from Polylactic Acid (PLA), a prominent bio-sourced shape-memory polymer. Focusing on the response of these structures to thermal stimuli, this research investigates how various printing parameters influence their morphing capabilities. The experimental approach integrates design and slicing, printing using fused deposition modeling (FDM), and a post-printing activation phase in a controlled laboratory environment. This process aims to replicate the external stimuli that induce shape morphing, highlighting the dynamic potential of 4D printing. Utilizing Taguchi’s Design of Experiments (DoE), this study examines the effects of printing speed, layer height, layer width, nozzle temperature, bed temperature, and activation temperature on the morphing behavior. The analysis includes precise measurements of deformation parameters, providing a comprehensive understanding of the morphing process. Regression models demonstrate strong correlations with observed data, suggesting their effectiveness in predicting responses based on control parameters. Additionally, finite element analysis (FEA) modeling successfully predicts the performance of these structures, validating its application as a design tool in 4D printing. This research contributes to the understanding of 4D printing dynamics and offers insights for optimizing printing processes to harness the full potential of shape-morphing materials. It sets a foundation for future research, particularly in exploring the relationship between printing parameters and the functional capabilities of 4D-printed structures.
DOCUMENT
Dit artikel beschrijft een onderzoek naar werkzame elementen in de samenwerking binnen innovatieve leeromgevingen, professionele werkplaatsen (PW) genoemd. In PW werken onderwijs en beroepspraktijk samen aan complexe vraagstukken waarbij de ontwikkeling van betrokkenen en de innovatie van de beroepspraktijk centraal staan. Op basis van literatuuronderzoek, verkennende interviews met 11 sleutelfiguren en een meervoudige casestudie waarin vanuit 4 cases 75 betrokkenen participeerden, is het model Lerend en Onderzoekend Samenwerken in PW ontwikkeld. Het model omvat zes elementen en laat zien dat het lerend en onderzoekend samenwerken centraal staat in een PW en zich ontwikkelt binnen een grensoverstijgende en ontwikkelingsgerichte cultuur. Betrokkenen in een PW leren gezamenlijk doordat ze samenwerken in de dienstverlening en hierbij waarde hechten aan het delen van verschillende perspectieven. Door facilitering van mensen en middelen en door de samenwerking vorm te geven vanuit een gezamenlijke visie, kunnen betrokkenen elkaar leren kennen en afstemmen op welke manier zij samen kunnen bijdragen aan de innovatie van de beroepspraktijk. Hiervoor zijn zowel het opbouwen van relaties als het expliciteren en verdelen van taken en verantwoordelijkheden essentieel. Het model, dat een systemisch perspectief kent, biedt uitgangspunten en handvatten om de samenwerking binnen een PW te evalueren en te versterken.
MULTIFILE
In textual modeling, models are created through an intermediate parsing step which maps textual representations to abstract model structures. Therefore, the identify of elements is not stable across different versions of the same model. Existing model differencing algorithms, therefore, cannot be applied directly because they need to identify model elements across versions. In this paper we present Textual Model Diff (tmdiff), a technique to support model differencing for textual languages. tmdiff requires origin tracking during text-to-model mapping to trace model elements back to the symbolic names that define them in the textual representation. Based on textual alignment of those names, tmdiff can then determine which elements are the same across revisions, and which are added or removed. As a result, tmdiff brings the benefits of model differencing to textual languages.
DOCUMENT
INLEIDING: De Hogeschool Utrecht heeft op basis van praktijkgericht onderzoek een innovatief modulair bouwconcept (#SELFIECIENT) ontwikkeld. Met diverse gestandaardiseerde modulaire bouwdelen van #SELFIECIENT kan eenvoudig een bouwgevel worden samengesteld, en daarmee een gehele woning. Met behulp van deze SIA RAAK TAKE OFF subsidie wordt dit concept nu door enkele ondernemende studenten omgezet naar een marktwaardig product. HET PROBLEEM: #SELFIECIENT tackelt drie belangrijke uitdagingen in de huidige bouwsector / gebouwde omgeving op een nieuwe en innovatieve wijze, te weten 1) de ontwikkeling van circulaire en klimaat neutrale woningen, 2) de ontwikkeling van betaalbare woningen en 3) de ontwikkeling van flexibele / adaptieve woningen. DE OPLOSSING: De oplossing voor bovengenoemde uitdagingen ligt in het industrieel vervaardigen van modulaire bouwdelen op basis van circulaire materialen, die de realisatie van een comfortabele, betaalbare, klimaat neutrale en adaptieve woning garanderen = #SELFIECIENT. DE INNOVATIE: De modulaire bouwdelen van #SELFIECIENT hebben de volgende innovatieve eigenschappen. 1) Revolutionair is het ontwikkelen van geïntegreerde multifunctionele bouwdelen die in diverse marktsegmenten toegepast kunnen worden; 2) Schaalbaarheid door middel van (open source) standaardisatie en de mogelijkheid van hergebruik. 3) Industrialisatie van het productieproces van de modulaire bouwgevels waardoor goedkoop en milieuvriendelijke kan worden geproduceerd; 4) Vanuit externe industrieën zoals o.a. de ICT en duurzame energie sector ontstaan nieuwe producten die kunnen worden geïntegreerd in woning en die leiden tot nieuwe businesscases en exploitatie modellen. Voorbeelden zijn gedistribueerde IT-servers en lokale accu opslag systemen. MARKTANALYSE / VERDIENMODEL: De modulaire bouw elementen kennen een brede toepasbaarheid, waardoor er een groot marktpotentieel is. Voorbeelden zijn woningrenovatie, nieuwbouw, de toenemende vraag naar levensloopbestendige woningen, woningen voor vluchtelingen, en renovatie van kantoorpanden. Slechts een miniem marktaandeel in de renovatie of nieuwbouw betekent al een omzet van meer dan miljoenen euro’s. Er zijn zover bekend geen andere aanbieders van gelijksoortige producten op de markt. Het te verwachten verdienmodel is gebaseerd op de verkoop van de modulaire bouwdelen of een leen/lease exploitatie van de modulaire bouwdelen. DOEL VAN HET PROJECT / BUDGET (39900€): Het doel van het project is drieledig: 1) het uitwerken van het ontwerp van de modulaire bouwdelen op basis van eerdere ontwerpen en ideeën uit praktijkgericht onderzoek (14960€); 2) het maken van een proof-of-principle van het modulaire bouwdeel (13320€); 3) het uitvoeren van een haalbaarheidsstudie (8560€); en 4) het versterken van de entrepreneurial skills (3060€.). PROJECT TEAM: Een sterk team is gevormd om dit modulaire bouwconcept door te zetten naar een bijzonder bedrijf. Het team bestaat uit 3 ondernemende studenten, onderzoekers en lectoren verbonden aan het lectoraat Nieuwe Energie in de Stad, docenten van de opleiding werktuigbouwkunde en bouwkunde, en een ervaren entrepreneur. De studenten zijn al vroeg tijden hun opleiding gespot als bijzonder initiatiefrijk, gedreven en ondernemende studenten. Het studententeam bestaat uit een goede mix van werktuigbouwkunde, bouwkunde en technische bedrijfskunde.
Alle auto's, windmolens en o.a. houten kozijnen hebben één ding gemeen. Ze moeten gecoat worden om het materiaal te beschermen. Alleen al in Nederland wordt ruim 1 miljard euro omzet gerealiseerd met coatings. Er is dringend behoefte aan verduurzaming en innovatie. Aan het einde van de levensduur wordt de coating meestal verbrand, dit leidt tot meer CO2 omdat coatings veelal van fossiele grondstoffen zijn gemaakt. Het maken van een biobased coating is daarom essentieel. Echter, één belangrijk ingrediënt mist, de aromaat. Het zijn de aromaten die de coating glanzend, krasvast en uv-bestendig maken. De coatingindustrie heeft geprobeerd het fossiele ingrediënt ftaalzuuranhydride (PA) in de hars te vervangen, maar er is tot op heden geen goede oplossing gevonden. Relement ontwikkelde als eerste bedrijf wereldwijd een bio-aromaat, te weten biobased 3-methylftaalzuuranhydride (bio-MPA). Een showmodel van een coating gebaseerd op bio-MPA ontbreekt en dat is precies wat samen met Fontys Hogeschool onderzocht gaat worden in dit KIEM Go-Chem project. Het doel van het project Alchemist is om een biobased alkyd coating showmodel te realiseren gebaseerd op bio-MPA i.p.v. fossiel PA. De eigenschappen van de coating worden getest en vergeleken met een alkyd coating gebaseerd op fossiel PA. Er worden betere eigenschappen verwacht door het vervangen van PA door MPA.
Professionals van woningbouwcorporaties en gemeentes die zich bezig houden met verduurzaming hebben vragen over hergebruik van afvalhout uit hun (renovatie) projecten. De doelstelling van dit voorstel is het onderzoeken van de mogelijkheden om hout te hergebruiken door gebruik te maken van innovatieve digitale productietechnieken, en om implementatiestrategieën hiervoor te ontwikkelen voor publieke organisaties in de bouwsector, in het bijzonder woningcorporaties en gemeentes. Strategieën omvatten concrete voorstellen om a) afvalhout van woningen in te zamelen en te verwerken; b) waarde toe te voegen aan houtafvalstromen door middel van digitale productie; c) de betrokkenheid en acceptatie van huurders te vergroten bij circulaire verwerking van hout in nieuwe toepassingen; en d) goede toepassingen voor een circulaire economie te realiseren. Het project onderzoekt aard en omvang van houtafvalstromen uit woningrenovatie en identificeert de mogelijkheden voor het hergebruik van specifieke fracties daarvan voor (lokale) toepassingen. Uit voorgaande projecten blijkt dat digitale productie mogelijkheden biedt om stedelijk afval om te zetten in zinvolle circulaire producten. Digitale productie maakt de (lokale) creatie van unieke prototypen en grootschalige toepassingen mogelijk. Het onderzoek wordt uitgevoerd in vier werkpakketten. De eerste identificeert de aard van huishoudelijk houtafval (volume, houtsoort, verzamelproces) door zorgvuldig cases van Ymere en Rochdale te bestuderen. Daarnaast worden er een raamwerk van indicatoren gedefinieerd om projectresultaten te kunnen evalueren. Het tweede werkpakket onderzoekt welke toepassingen kunnen worden bedacht, gegeven de beschikbare houtfracties. In het derde werkpakket wordt een aantal case studies uitgevoerd voor concrete projecten van de deelnemende woningcorporaties. Deze applicaties hebben als doel het potentieel van digitale productie met houtafval te laten zien, rekening houdend met het perspectief van bewoners. Het biedt belangrijke inzichten in de uitvoerbaarheid van concrete toepassingen uit teruggewonnen hout. In het vierde werkpakket worden alle projectbevindingen gecombineerd in een set implementatie strategieën voor publieke organisaties in het stedelijk domein.
