3D spausdinimas sukelia revoliuciją gaminių kūrime ir gamyboje daugelyje sričių: nuo pagal užsakymą pagamintų dalių plataus vartojimo gaminiams iki 3D spausdintų dantų gaminių ir gyvybę gelbstinčių kaulų bei medicininių implantų. Tačiau šis procesas taip pat sukuria daug brangių ir netvariųjų atliekų. ilgą laiką, todėl sunku įgyvendinti 3D spausdinimą dideliu mastu.
Kiekvieną kartą, kai 3D spausdintuvas sukuria pasirinktinį objektą, ypač turintį specialią formą, jam taip pat reikalinga spausdinimo atrama, spausdinimo laikiklis, kuris padeda išlaikyti jo formos vientisumą, subalansuodamas objektą, kai spausdintuvas jį sukuria sluoksnis po sluoksnio. Po spausdinimo atramas reikia nuimti rankiniu būdu, o tai turi būti daroma rankomis, todėl gali atsirasti netikslios formos ar paviršiaus šiurkštumo. Pastolių gamybai naudojamos medžiagos dažnai negali būti naudojamos pakartotinai, todėl jos išmetamos, todėl auga 3D spausdinimas. atliekų problema.
Nauja dinamiška 3D spausdinimo valdymo bazė (kairėje) sumažins spausdinimo palaikymo poreikį (centre), sumažins švaistymą ir taupys laiką.
Pirmą kartą Pietų Kalifornijos universiteto Viterbyje Danielio J. Epsteino Pramonės ir sistemų inžinerijos katedros mokslininkai sukūrė nebrangų, daugkartinio naudojimo palaikymo metodą, skirtą sumažinti šių švaistomų 3D spausdintuvų spausdinimo atramų skaičių, o tai žymiai padidino išlaidas. 3D spausdinimo efektyvumas ir tvarumas.
Tyrimas, kuriam vadovavo pramonės ir sistemų inžinerijos profesorius Yong Chen ir doktorantas Yang Xu, buvo paskelbtas žurnale „Additive Manufacturing“.
Tradiciniame 3D spausdinime naudojama lydalo nusodinimo modeliavimo (FDM) technologija sluoksniams spausdinti tiesiai ant statinių metalinių paviršių. Vietoj spausdinimo laikiklių naujajame prototipe naudojamas programuojamas, dinamiškai valdomas paviršius, pagamintas iš judančių metalinių adatų. Spausdintuvas gamina gaminį žingsnis po žingsnio. Chenas teigė, kad naujojo prototipo bandymai parodė, kad jis gali sutaupyti apie 35 procentus spausdinimo medžiagų.
Aš dirbu su biomedicinos gydytojais, kurie naudoja biomedžiagas 3D spausdinimui, kad sukurtų audinius ar organus, sakė Chenas, ir daugelis jų naudojamų medžiagų yra labai brangios – mes kalbame apie mažus buteliukus, kurių butelis kainuoja 500–1000 USD.
Standartinio FDM spausdintuvo medžiagos kaina yra apie 50 USD už kilogramą, o biologinio spausdinimo atveju – daugiau kaip 50 USD už gramą. Taigi, jei galime sutaupyti 30 procentų medžiagų, naudojamų šioms pagalbinėms medžiagoms spausdinti, sutaupome daug išlaidų. 3D spausdinimui biomedicinos tikslais.
Chen sakė, kad be medžiagų atliekų poveikio aplinkai ir sąnaudoms, tradicinis 3D spausdinimo procesas naudojant pastolius taip pat atima daug laiko.
Kai spausdinate 3D sudėtingas formas, pusę laiko sudaro reikiamų dalių kūrimas, o kitą pusę laiko atramos kūrimas. Šioje sistemoje mums nereikia kurti atramos. Dėl to sutaupėme apie 40 proc. spausdinimo laiko sąlygos.
Panašūs prototipai, sukurti praeityje, rėmėsi vienu varikliu, palaikančiu kiekvieną mechaninį laikiklį, todėl buvo sunaudojama daug energijos, o produktas buvo daug brangesnis, todėl 3D spausdintuvams jis buvo neekonomiškas, sakė Chenas.
Taigi, jei turite 100 judančių kaiščių, kurių vienas variklis kainuoja apie 10 USD, visa tai kainuoja 1000 USD, plius 25 valdymo pultai, skirti valdyti 100 skirtingų variklių. Visa tai kainuos daugiau nei 10 000 USD.
Naujajame komandos prototipe naudojamas vienas variklis, kuris varo kiekvieną atramą, kad judėtų platforma. Platforma vienu metu pakelia kelis metalinių kaiščių rinkinius, o tai yra ekonomiškas sprendimas. Pagal gaminio dizainą programos programinė įranga praneša vartotojams, kad jie turi pridėkite metalinių vamzdelių seriją į platformos apačią.Nuo šių vamzdelių padėties priklausys, kurie kaiščiai bus pakelti iki nurodyto aukščio, kad geriausiai išlaikytų 3D spausdintą gaminį, tuo pačiu sumažinant spausdinimo atramos praradimą. Šio proceso metu kaiščiai gali būti lengvai nuimami nepažeidžiant gaminio.
Chenas teigė, kad sistemą taip pat galima lengvai pritaikyti masinei gamybai, pavyzdžiui, automobilių, aviacijos ir jachtų pramonei.
FDM spausdintuvai jau gaminami dideliems automobilių ir laivų korpusams ir plataus vartojimo prekėms, tokioms kaip baldai. gamybos laikas gali sutrumpėti iki pusės dienos. Šis 3D spausdinimas naudojant mūsų metodą turi daug privalumų.
Neseniai komanda taip pat pateikė paraišką dėl naujos technologijos patento, sakė Chen. Tyrimo bendraautorius yra Ziqi Wang, atvykęs studentas EPFL kompiuterių ir komunikacijos mokslų mokykloje Šveicarijoje, ir Siyu Gong iš Viterbio.
Originali nuoroda: https://www.xianjichina.com/special/detail_479424.html
Šaltinis: Xianji
Paskelbimo laikas: 2021-08-08