Bagaimana percetakan 3D merevolusi pengeluaran dan reka bentuk

? Large Tiles Design – Best Design Ideas for Wall and Floor (Julai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Bahan dan proses baru memberikan peningkatan dalam percetakan 3D

Oleh Warren Miller, penyumbang penulis

Tidak lama dahulu percetakan 3D digunakan terutamanya oleh model untuk membuat struktur arketik yang kemudiannya akan dibina menggunakan kaedah yang lebih tradisional. Walau bagaimanapun, hari ini, bahagian 3D yang dicetak berada dalam segalanya dari robot untuk menjalankan kasut - walaupun pesawat ulang-alik seterusnya yang digerakkan NASA ke angkasa akan mempunyai berpuluh-puluh bahagian bercetak 3D di atas kapal. Akankah percetakan 3D menjadi masa depan pengeluaran? Mungkin, tetapi ada beberapa rintangan untuk membersihkannya terlebih dahulu.

Sebelum kita mencapai batasannya, mari kita perhatikan banyak manfaat percetakan 3D. Dalam inkarnasi terawal mereka, pencetak 3D sangat besar dan sukar diangkut, menjadikan mereka sukar untuk mengakses di luar tetapan makmal. Beberapa tahun yang lalu telah membawa inovasi dalam gaya dan skop kepada pencetak 3D, membolehkan mereka digunakan untuk tujuan penyelidikan dan komersial dalam pelbagai bidang. Teknologi telah maju ke titik bahawa pencetak 3D mampu mereplikasi bahagian-bahagian tubuh manusia seperti tulang, otot, dan tulang rawan.

Kos pengendali 3D yang terlalu tinggi juga menjadi halangan kepada penggunaannya yang lebih luas pada masa lalu, tetapi ia juga berubah baru-baru ini. Bioprinter 3D yang boleh didapati secara komersil boleh menelan kos mana-mana dari $ 10, 000 hingga $ 20, 000 pada akhir spektrum yang rendah, tetapi penyelidik di Carnegie Mellon University baru-baru ini mencipta mekanisme bioprinting berasaskan jarum suntikan yang boleh dimasukkan ke hampir mana-mana pencetak 3D kurang dari $ 500.

Bioprinter 3D. Sumber imej: Universiti Carnegie Mellon.

Walau bagaimanapun, ada beberapa bukit yang tinggal untuk mendaki. Sebagai objek 3D dicetak sering dicetak dalam lapisan, tempat-tempat di mana lapisan bertemu boleh menjadi titik lemah intrinsik dalam struktur mereka. Cara terbaik untuk memastikan konfigurasi struktur kuat yang diperbuat daripada plastik, contohnya, masih menuangkan plastik ke acuan dan biarkan ia ditetapkan. Namun begitu, para penyelidik sedang menuju ke arah menyusut kesenjangan ini dengan bereksperimen dengan bahan permulaan yang berbeza dan kaedah mengukuhkan objek yang dicetak 3D. Dalam kertas yang diterbitkan dalam ACS Applied Materials and Interfaces, saintis melaporkan menggunakan filamen polimer sebagai sejenis exoskeleton untuk memberikan kekuatan tambahan kepada struktur 3D yang dicetak.

Penyelidikan lanjut mengenai bahan-bahan baru dan teknik pemprosesan terikat untuk menghasilkan peningkatan yang ketara dalam percetakan 3D. Mungkin gabungan percetakan dan pemprosesan serentak dapat memberikan manfaat, seperti percetakan dan pemprosesan laser untuk membolehkan bahan-bahan untuk menggabungkan atau mengubah di bawah suhu yang sangat tinggi. Bolehkah pemangkin mikroskopik dimasukkan ke dalam proses percetakan yang hanya dihidupkan melalui cahaya laser untuk memberikan lekatan atau kekuatan tambahan?

Dengan kadar di mana teknologi telah berkembang dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia bukanlah satu perkara yang mengasyikkan bahawa kita dapat melihat segala-galanya dari kereta hingga tanaman rumah menjadi sebahagian atau sepenuhnya dihasilkan oleh pencetak 3D dalam masa terdekat. Walaupun masih terdapat beberapa halangan untuk membersihkan dalam bidang kekuatan dan rintangan serta faktor yang merosakkan seperti haba dan impak, sains telah membuat kemajuan yang ketara. Mereka sedang membina angkat angkasa dengan bahagian bercetak 3D sekarang. Lagipun, jika ia cukup baik untuk NASA, ia sepatutnya cukup baik untuk kita semua.