Kā 3D drukāšana revolutionizes ražošanu un dizainu

ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011 (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Jauni materiāli un procesi uzlabo 3D drukāšanu

Autors: Warren Miller, rakstnieks

Ne tik sen tā 3D modelēšana tika izmantota moderatoriem, lai izveidotu arhetipiskus struktūras, kuras vēlāk veidos, izmantojot tradicionālākas metodes. Tomēr šajās dienās 3D apdrukātajām detaļām ir viss no robotiem līdz skriešanas apaviem - pat nākamajā šaušanā, ko NASA iebrauc kosmosā, uz kuģa būs desmitiem 3D apdrukātu detaļu. Vai 3D druka kļūs par ražošanas nākotni? Varbūt, bet vispirms ir maz šķēršļu.

Pirms mēs nonāksim pie ierobežojumiem, ņemsim vērā 3D drukāšanas daudzus ieguvumus. Savos agrākajos iemiesojumos 3D printeri bija apjomīgi un grūti transportējami, tādēļ viņiem bija grūti piekļūt ārpus laboratorijas iestatījumiem. Pēdējo gadu nesenie modeļi ir pavēruši jauninājumus 3D printeru stilā un apjomā, ļaujot tiem izmantot gan pētnieciskos, gan komerciālos nolūkos dažādās jomās. Šī tehnoloģija ir attīstījusies līdz tādam līmenim, ka 3D printeri spēj reproduktēt cilvēka ķermeņa daļas, piemēram, kaulus, muskuļus un skrimšļus.

Aizlieguma izmaksas 3D printeriem arī ir šķērslis to plašākai izmantošanai pagātnē, bet tas arī sāka mainīties nesen arī. Komerciāli pieejamie 3D bioprinteri var maksāt no 10 000 līdz 20 000 ASV dolāriem spektra zemā galā, taču Carnegie Mellon Universitātes pētnieki nesen izveidoja uz šļirci balstītu bioprinteru mehānismu, ko gandrīz jebkurā 3D printerī var iestrādāt mazāk par 500 ASV dolāriem.

3D bioprinteris. Attēlu avots: Carnegie Mellon University.

Tomēr ir daži kalni, kas palikuši kāpt. Tā kā 3D drukātie priekšmeti bieži tiek drukāti slāņos, vietās, kur slāņi saskaras, to struktūras var būt vājas vietās. Piemēram, labākais veids, kā nodrošināt pēc iespējas lielāku plastmasas struktūras konfigurāciju, vēl ir ielej plastmasu pelējuma formā un ļauj tai iestatīt. Tomēr pētnieki mēģina samazināt šo atšķirību, eksperimentējot ar dažādiem izejmateriāliem un 3D apdrukāto objektu pastiprināšanas metodēm. ACS pielietoto materiālu un saskarņu valodā publicētajā rakstā zinātnieki ziņoja par polimēra šķiedru izmantošanu kā par eksoskeletonu, lai nodrošinātu pievienotu izturību 3D apdrukām.

Turpmāki pētījumi par jauniem materiāliem un apstrādes paņēmieniem būtiski uzlabo 3D drukāšanu. Iespējams, drukāšanas un vienlaicīgas apstrādes kombinācija var sniegt tādas priekšrocības kā drukāšana un lāzeru apstrāde, lai materiāli varētu kombinēt vai pārveidot ļoti augstā temperatūrā. Vai mikroskopiskos katalizatorus var iekļaut drukāšanas procesā, kas tiek ieslēgti tikai ar lāzera gaismu, lai nodrošinātu papildu saķeri vai stiprību?

Ar ātrumu, kādā tehnoloģija ir attīstījusies tikai dažus pēdējos gados, nav stingri domāt, ka tuvākajā nākotnē mēs varētu redzēt visu no automašīnām līdz mājas augiem, kurus daļēji vai pilnīgi ražo 3D printeri. Kaut arī joprojām ir daži šķēršļi, kas skaidri jūtami spēka un pretestības jomās, kā arī tādi pazemojoši faktori kā siltums un ietekme, zinātne jau ir panākusi ievērojamu progresu. Viņi tagad veido kosmosa šāviņus ar 3D drukātajām detaļām. Galu galā, ja tas ir pietiekami labs NASA, tas būtu pietiekami labs, lai pārējie no mums.