Технология 3D-печати и тенденции ее развития
В последние годы применение технологии 3D-печати в промышленном дизайне продукции, особенно в области производства цифровых моделей продукции, становится тенденцией и актуальной темой. Постепенное развитие и применение настольного оборудования для 3D-печати начали способствовать росту мирового рынка 3D-печати. В исследовательском отчете Global Industry Analysis Inc прогнозируется, что мировой рынок 3D-печати достигнет 2,99 миллиарда долларов в 2018 году.
I. Технология 3D-печати и 3D-принтеры
Технология 3D-печати и 3D-печать — это два совершенно разных понятия. 3D-печать состоит в том, чтобы разделить изображение на два изображения красного и синего цветов под разными углами, а затем наложить два изображения вместе в соответствии с заданным расстоянием параллакса и просмотреть их в специальных очках для создания трехмерного визуального эффекта или после того, как изображения специально обработанный, технология печати, которая печатает непосредственно на специальной двояковыпуклой пластине для создания трехмерного визуального эффекта. Технология 3D-печати относится к использованию технологии трехмерной струйной печати за счет комбинации послойной обработки и формирования суперпозиции для увеличения материала слой за слоем для создания 3D-объекта для получения того же 3D-реального объекта, что и другая 3D-модель. технологии производства, такие как лазерное формование. цифровая технология производства.
1. 3D-принтер на основе технологии 3D-печати
3D-принтер, основанный на технологии 3D-печати, сначала отправляет определенное количество порошка сырья из емкости для хранения, порошок проталкивается тонким слоем валиком на платформе обработки, а затем печатающая головка распыляет специальный клей в этой области. быть сформированным. В это время порошок, соприкасающийся со связующим, быстро затвердевает и связывается, в то время как порошок, не соприкасающийся со связующим, остается рыхлым. После напыления каждого слоя платформа для обработки автоматически немного опустится и будет продолжать циркулировать в соответствии с результатами компьютерной нарезки до тех пор, пока реальный объект не будет завершен. После завершения просто сметите отслоившийся внешний слой пудры, чтобы получить желаемый трехмерный объект.
2. 3D-принтер на основе технологии производства методом наплавления
Принцип работы 3D-принтера, основанный на технологии производства наплавленным методом, заключается в импорте физических данных, сгенерированных CAD, в управляющее программное обеспечение 3D-принтера, а затем в их обработке для создания траектории движения опорного материала и термического сопла. Затем под управлением компьютера термосопло будет перемещаться по плоскости печати в соответствии с информацией о профиле поперечного сечения объекта. В то же время термопластичный волокнистый материал будет направляться в термическое сопло с помощью механизма подачи нити, нагреваться и плавиться в полужидком состоянии в сопле, а затем экструдироваться. наружу и распылите на соответствующую рабочую платформу. После быстрого охлаждения напыляемого термопластичного материала на платформе формируется контурный лист толщиной около 0,1 мм, формирование 3D-печатной секции. Этот рабочий процесс непрерывно циклируется, и высота несущего стола постоянно уменьшается, а слои облицовки секций 3D-печати образуют многослойный стек, и, наконец, получаются требуемые трехмерные объекты.
II. Требования к применению технологии 3D-печати
В настоящее время технология 3D-печати поддерживает различные материалы и может широко использоваться в различных областях, таких как ювелирные изделия, обувь, промышленный дизайн, архитектура, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, стоматология, медицина и даже продукты питания. Используемые материалы: смола, нейлон, гипс, АБС, поликарбонат (ПК) или пищевые ингредиенты, в зависимости от потребностей целевого применения. Технология быстрого прототипирования 3D-принтеров делает их уникальными на рынке и имеет большой потенциал в производственных приложениях. Горячие приложения резюмируются следующим образом.
1. Промышленное применение
То"Воздушный велосипед"— первый в мире печатный велосипед, произведенный компанией European Aeronautical Defense and Aerospace Company в Бристоле, Великобритания, с использованием 3D-принтеров и технологии 3D-печати. В велосипеде используется нейлон, который так же прочен, как сталь и алюминий, и на 65 процентов легче металла. Что еще интересно, так это то, что"воздушный велосипед", будь то колесо, цепь или подшипник, печатается за один раз, без первоначального процесса сборки деталей и их последующей сборки. После завершения печати велосипед может свободно двигаться. Процесс изготовления велосипеда так же прост, как печать прерывистых линий на плоской печати, 3D-принтер, способный печатать объекты, которые пространственно не связаны друг с другом.
2. Медицинские приложения
В медицине комбинация двухфотонных полимеров и биофункциональных материалов модифицируется в капилляры методом 3D-печати, которые не только обладают хорошей эластичностью и совместимостью с человеком, но и могут быть использованы для замены некротизированных кровеносных сосудов, в сочетании с искусственными органами и частичной заменой наркотики Экспериментальные животные в разработке. На Биотехнической ярмарке в Германии в октябре 2011 года внимание участников привлекли искусственные капилляры, напечатанные на 3D-принтерах. Эти искусственные капилляры нашли применение в клинической медицине.
3. Приложение для повседневной жизни
"3D пищевой принтер"это оборудование для производства пищевых продуктов, разработанное Корнельским университетом в Нью-Йорке. Этот"3D пищевой принтер"использует принцип работы, аналогичный принципу ежедневного компьютерного принтера. Ингредиенты и ингредиенты закладываются в контейнер (картридж) заранее. Просто введите требуемый рецепт, и еда может быть"печатный"через вспомогательное программное обеспечение САПР."публично заявить. Для многих поваров эта новая кухонная утварь означает, что они могут создавать новые блюда, создавать более персонализированные блюда и получать более высокую добавленную стоимость продуктов. С помощью"3D пищевой принтер"производство продуктов питания может значительно сократить переход от сырья к готовой продукции, тем самым избегая неблагоприятных последствий, таких как загрязнение и консервация при переработке, транспортировке и упаковке пищевых продуктов. Поскольку ингредиенты и ингредиенты для приготовления пищи должны быть помещены в контейнер принтера, пищевые ингредиенты должны быть в жидком или другом состоянии, которое может быть"печатный".
4. ИТ-приложения
Недавно группа исследователей из Disney использовала технологию 3D-печати для печати ЖК-экрана и различных датчиков на высокопрозрачном пластике с тем же эффектом, что и плексиглас, по низкой цене, совершив новый прорыв в ИТ-приложениях. Используя 3D-печатные световоды, можно создавать высокотехнологичные шахматные фигуры, которые обнаруживают и отображают их текущее положение.
Хотя этот монохромный экран незначителен по сравнению с цветными дисплеями, которые можно увидеть в повседневной жизни, он имеет преимущества низкой стоимости и простого производственного процесса технологии 3D-печати. Помимо дисплея, с помощью технологии 3D-печати можно напечатать различные датчики. Эти датчики могут обнаруживать прикосновение, вибрацию и другие раздражители с помощью инфракрасного света и выводить результаты. Технология 3D-печати, несомненно, создаст больше ИТ-приложений для умной жизни и умного города.
III. Тенденция развития технологии 3D-печати
В последние годы технология 3D-печати продолжала развиваться, и существенное снижение стоимости заставило ее выйти на основной рынок из ниши исследований и разработок. Применение моделей, подарков, сувениров и даже изделий ручной работы, изготовленных с помощью 3D-печати, значительно привлекло общественное внимание и инвестиции. Развитие ускорилось, и рынок начал показывать двойной скачок количества и качества. Прогнозируется, что 3D-печатные готовые изделия будут составлять 50% от общего объема производства продукции в 2020 году.
В декабре 2012 года вице-министр Министерства промышленности и информационных технологий Су Бо публично заявил, что будет способствовать индустриализации 3D-печати, сформулирует дорожную карту и среднесрочные и долгосрочные стратегии развития, а также усилит руководство фискальной и налоговой политикой. Согласно"Шанхайские новости ценных бумаг"отчет, текущий стратегический план, связанный с 3D-печатью, исследуется и формулируется, и ожидается, что он будет объявлен после двух сессий. В то же время местные власти взяли на себя инициативу. Первый в моей стране индустриальный парк 3D-печати будет расположен в зоне высоких технологий Восточного озера Ухань. В настоящее время Муниципальная комиссия по развитию и реформе Ухани и другие ведомства проводят тщательное расследование индустрии 3D-печати и планируют подготовить план и обеспечить поддержку и развитие. Дунгуань также включил развитие 3D-печати в отчет о работе местного правительства за этот год. Ши Юшэн, директор Центра быстрого производства Хуачжунского университета науки и технологий, самого раннего исследования и разработки технологии 3D-печати в Китае,"Распечатать"кнопка. . Сейчас некоторые литейные компании приступили к разработке 3D-принтеров селективного лазерного спекания и приложений к ним, пытаясь сократить время выполнения сложных отливок с 3 месяцев до 10 дней. Благодаря технологии 3D-печати производитель двигателей сократил цикл разработки песчаного сердечника для головки блока цилиндров большого шестицилиндрового дизельного двигателя с последних пяти месяцев до одной недели. Ши Юшен сказал:"Самым большим преимуществом технологии 3D-печати является то, что она может расширить воображение дизайнеров. Пока вещи могут быть преобразованы в трехмерную графику на компьютере, будь то одежда разных форм, изысканные изделия ручной работы или персонализированные автомобили, до тех пор, пока после решения проблемы с материалами можно достичь 3D-печати».
С непрерывным прорывом технологии 3D-печати, улучшением новых материалов, постоянным улучшением скорости и размера 3D-печати, постоянной оптимизацией ее технологии, постоянным расширением областей применения, особенно потенциала в области графического искусства. , трехмерная концептуальная модель Чтобы лучше передать идею или решение создателя, картинка может быть лучше, чем описание из сотен или даже тысяч слов. Профессионалы твердо верят, что персонализированная или индивидуализированная 3D-печать может мгновенно представить воображаемую 3D-модель перед вашими глазами, может быстро улучшить продукты, скорость роста превзойдет воображение и изменит будущее различных приложений в обществе.
Технология 3D-печати устранит традиционные производственные линии, сократит производственный цикл, значительно сократит производственные отходы и уменьшит количество необходимого сырья до доли оригинала. 3D-печать не только сократит расходы и повысит точность производства, но и компенсирует недостатки традиционного производства и быстро распространится на гражданский рынок, тем самым открыв новую эру производства и принеся новые возможности и надежды полиграфической отрасли. .
