Kako 3D tiskanje spreminja proizvodnjo in oblikovanje

Richard M. Stallman - Copyright vs. Community talk with subtitles (December 2018).

Anonim

Novi materiali in postopki zagotavljajo izboljšave v 3D tiskanju

Avtor Warren Miller, prispeval pisatelj

Še davno ni bilo tako, da so tridimenzionalno tiskanje predvsem uporabljali modelarji, da bi ustvarili arhetipske strukture, ki bi jih pozneje zgradili z uporabo bolj tradicionalnih metod. Toda v teh dneh so 3D-tiskani deli v vsem, od robotov do tekmovalnih čevljev - tudi na naslednjem letalu, ki ga NASA prevaža v vesolje, bo na krovu na desetine 3D-tiskanih delov. Ali 3D tiskanje postane prihodnost proizvodnje? Mogoče, vendar je nekaj ovir za prvo odstranitev.

Preden se lotimo svojih omejitev, opozarjamo na številne prednosti 3D tiskanja. V svojih prvih inkarnacijah so bili 3D tiskalniki obsežni in težki za prevoz, zaradi česar so težko dostopni zunaj laboratorijskih nastavitev. Zadnja peščica let je prinesla inovacije v slogu in obsegu za 3D tiskalnike, ki jim omogočajo, da se uporabljajo za raziskovalne in komercialne namene na različnih področjih. Tehnologija je napredovala do te mere, da so 3D tiskalniki zmožni ponoviti dele človeškega telesa, kot so kosti, mišice in hrustanec.

Prepovedni stroški 3D tiskalnikov so bili tudi v preteklosti oviro za njihovo širšo uporabo, vendar se je to tudi v zadnjem času začelo spreminjati. Komercialno dostopni biografski biodegri lahko stanejo od 10.000 do 20.000 dolarjev na nizkem koncu spektra, vendar so raziskovalci na Univerzi Carnegie Mellon nedavno ustvarili mehanizem za biografsko tiskanje na podlagi brizgalk, ki ga lahko vključite v skoraj vsak 3D tiskalnik za manj kot 500 dolarjev.

3D bioprinter. Vir slike: Univerza Carnegie Mellon.

Vendar pa je še nekaj hribih, da se plezate. Ker so 3D-natisnjeni predmeti pogosto natisnjeni v plasteh, so mesta, kjer se sloji srečajo, lahko v svojih strukturah bistvene šibke točke. Najboljši način za zagotovitev najmočnejše konfiguracije strukture iz plastike, na primer, je še, da plastino vlijemo v kalup in ga pustimo nastaviti. Še vedno pa se raziskovalci trudijo, da bi to neskladje zmanjšali z eksperimentiranjem z različnimi izhodiščnimi materiali in metodami krepitve 3D-tiskanih predmetov. V članku, objavljenem v ACS Applied Materials in Interfaces, so znanstveniki poročali o uporabi polimernega filamenta kot nekakšnega eksoskeletona, da bi zagotovili dodatno moč 3D tiskanim strukturam.

Nadaljnje raziskave novih materialov in tehnik obdelave bodo morale ustvariti znatne izboljšave v 3D tiskanju. Morda kombinacija tiskanja in hkratne obdelave lahko prinese koristi, kot so tiskanje in obdelava laserskih materialov, da materiali omogočajo kombiniranje ali transformacijo pod zelo visokimi temperaturami. Ali bi lahko bili mikroskopski katalizatorji vključeni v postopek tiskanja, ki se vklopijo samo z lasersko svetlobo, da bi zagotovili dodatno oprijem ali moč?

S hitrostjo, s katero se je tehnologija razvila v zadnjih nekaj letih, ni težko razmišljati, da bi lahko videli vse od avtomobilov do hišnih rastlin, ki jih delno ali v celoti proizvajajo 3D tiskalniki v bližnji prihodnosti. Medtem ko še vedno obstajajo nekatere ovire za čiščenje na področjih moči in odpornosti ter degradirajočih dejavnikov, kot so toplota in vpliv, je znanost že dosegla pomemben napredek. Zdaj gradijo vesoljske avtobuse s 3D tiskanimi deli. Navsezadnje, če je to dovolj za NASA, bi moralo biti dovolj dobro za ostale nas.