Tecnologia de impressão 3D e sua tendência de desenvolvimento
Nos últimos anos, a aplicação da tecnologia de impressão 3D no design de produtos industriais, especialmente no campo da fabricação de modelos de produtos digitais, está se tornando uma tendência e um tema quente. A maturidade gradual e a aplicação de equipamentos de impressão 3D desktop começaram a promover a ascensão do mercado global de impressão 3D. Um relatório de pesquisa da Global Industry Analysis Inc prevê que o mercado global de impressão 3D chegará a US$ 2,99 bilhões em 2018.
I. Tecnologia de impressão 3D e impressoras 3D
A tecnologia de impressão 3D e a impressão 3D são dois conceitos completamente diferentes. A impressão 3D é separar a imagem em duas imagens de vermelho e azul em ângulos diferentes e, em seguida, sobreimprimir as duas imagens juntas de acordo com a distância de paralaxe especificada e assisti-las com óculos especiais para formar um efeito visual 3D, ou depois que as imagens forem especialmente processado, Tecnologia de impressão que imprime diretamente em uma placa lenticular especial para apresentar um efeito visual 3D. A tecnologia de impressão 3D refere-se ao uso da tecnologia de impressão a jato de tinta tridimensional, através da combinação de processamento em camadas e formação de superposição, para aumentar o material camada por camada para gerar uma entidade 3D, para obter o mesmo objeto real 3D que outro modelo 3D tecnologias de fabricação, como formação a laser. tecnologia de fabricação digital.
1. Impressora 3D baseada em tecnologia de impressão 3D
A impressora 3D baseada na tecnologia de impressão 3D primeiro envia uma certa quantidade de pó de matéria-prima do barril de armazenamento, o pó é empurrado para uma camada fina pelo rolo na plataforma de processamento e, em seguida, a cabeça de impressão pulveriza um adesivo especial na área ser formado. Neste momento, o pó que encontra o aglutinante solidifica e liga rapidamente, enquanto o pó que não encontra o aglutinante permanece solto. Depois que cada camada for pulverizada, a plataforma de processamento cairá um pouco automaticamente e continuará circulando de acordo com os resultados do fatiamento do computador até que o objeto real seja concluído. Após a conclusão, basta varrer a camada externa solta de pó para obter o objeto tridimensional desejado.
2. Impressora 3D baseada na tecnologia de fabricação de deposição fundida
O princípio de funcionamento da impressora 3D baseada na tecnologia de fabricação de deposição fundida é importar os dados físicos gerados pelo CAD para o software de controle da impressora 3D e processá-los para gerar o caminho móvel do material de suporte e do bico térmico. Então, sob o controle do computador, o bico térmico se moverá no plano de impressão de acordo com as informações do perfil da seção transversal do objeto. Ao mesmo tempo, o material filamentoso termoplástico será enviado para o bocal térmico pelo mecanismo de fornecimento de filamento e aquecido e fundido em um estado semi-líquido no bocal e depois extrudado. para fora e pulverize na plataforma de trabalho correspondente. Após o resfriamento rápido do material termoplástico pulverizado, uma folha de contorno com espessura de cerca de 0,1 mm é formada na plataforma, formando uma seção impressa em 3D. Este processo de operação é continuamente ciclado, e a altura da mesa de transporte é continuamente reduzida, e as camadas de seções de impressão 3D de revestimento formam uma pilha de várias camadas e, finalmente, os objetos tridimensionais necessários são obtidos.
II. Requisitos de aplicação da tecnologia de impressão 3D
Atualmente, a tecnologia de impressão 3D suporta uma variedade de materiais e pode ser amplamente utilizada em diferentes áreas, como joalheria, calçados, design industrial, arquitetura, automobilística, aeroespacial, odontológica, médica e até alimentar. Os materiais utilizados são resina, nylon, gesso, ABS, policarbonato (PC) ou ingredientes alimentícios, dependendo da necessidade do alvo de aplicação. A tecnologia de prototipagem rápida das impressoras 3D a torna única no mercado e possui grande potencial em aplicações de produção. As aplicações quentes são resumidas como segue.
1. Aplicação industrial
O"Bicicleta Aérea"é a primeira bicicleta impressa do mundo produzida pela European Aeronautical Defense and Aerospace Company em Bristol, Reino Unido, usando impressoras 3D e tecnologia de impressão 3D. A bicicleta usa nylon, que é tão forte quanto o aço e o alumínio, e é 65% mais leve que o metal. O mais interessante é que o"bicicleta aérea", seja a roda, a corrente ou o rolamento, é impresso de uma só vez, sem o processo de montagem original de fabricar as peças e depois montar as peças juntas. Após a conclusão da impressão, a bicicleta pode se mover livremente. O processo de fabricação de uma bicicleta é tão simples quanto imprimir linhas descontínuas em uma impressão plana, uma impressora 3D capaz de imprimir objetos espacialmente desconectados uns dos outros.
2. Aplicações médicas
Na medicina, a combinação de polímeros de dois fótons e materiais biofuncionais é modificada em capilares por impressão 3D, que não apenas possui boa elasticidade e compatibilidade humana, mas também pode ser usada para substituir vasos sanguíneos necróticos, combinados com órgãos artificiais, e substituir parcialmente drogas Animais experimentais em desenvolvimento. Na BiotechnicalFair na Alemanha em outubro de 2011, os capilares artificiais impressos por impressoras 3D atraíram a atenção dos participantes. Esses capilares artificiais têm sido aplicados na medicina clínica.
3. Aplicação na vida diária
"impressora de alimentos 3D"é um equipamento de fabricação de alimentos desenvolvido pela Cornell University em Nova York. este"impressora de alimentos 3D"usa um princípio de funcionamento semelhante ao de uma impressora de computador diária. Os ingredientes e ingredientes são colocados no recipiente (cartucho) com antecedência. Basta digitar a receita necessária, e a comida pode ser"impresso"através do software CAD de suporte."sair. Para muitos chefs, este novo utensílio de cozinha significa que eles podem criar novos pratos, criar pratos mais personalizados e obter maior valor agregado dos alimentos. Usando um"impressora de alimentos 3D"para fazer alimentos pode reduzir muito a ligação das matérias-primas aos produtos acabados, evitando assim efeitos adversos como contaminação e preservação no processamento, transporte e embalagem de alimentos. Como os ingredientes e ingredientes para cozinhar devem ser colocados no recipiente da impressora, os ingredientes alimentares devem estar em estado líquido ou outro que possa ser"impresso".
4. Aplicativos de TI
Recentemente, um grupo de pesquisadores da Disney usou a tecnologia de impressão 3D para imprimir uma tela LCD e uma variedade de sensores em um plástico altamente transparente com o mesmo efeito do plexiglass a baixo custo, alcançando um novo avanço nas aplicações de TI. Usando tubos de luz impressos em 3D, podem ser criadas peças de xadrez de alta tecnologia que detectam e exibem suas posições atuais.
Embora esta tela monocromática seja insignificante em comparação com as telas coloridas vistas no dia a dia, ela tem as vantagens de baixo custo e processo de fabricação simples da tecnologia de impressão 3D. Além da tela, uma variedade de sensores pode ser impressa usando a tecnologia de impressão 3D. Esses sensores podem detectar toque, vibração e outros estímulos por meio de luz infravermelha e produzir os resultados. A tecnologia de impressão 3D certamente criará mais aplicativos de TI para vida inteligente e cidade inteligente.
III. A tendência de desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D
Nos últimos anos, a tecnologia de impressão 3D continuou a se desenvolver e a redução substancial no custo fez com que ela entrasse no mercado convencional a partir do nicho de pesquisa e desenvolvimento. A aplicação de maquetes, brindes, souvenirs e até artesanatos feitos por impressão 3D tem atraído bastante atenção e investimentos sociais. O desenvolvimento se acelerou e o mercado começou a dar um salto duplo em quantidade e qualidade. Prevê-se que os produtos acabados impressos em 3D representem 50% da produção total de produtos em 2020.
Em dezembro de 2012, o vice-ministro Su Bo do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação declarou publicamente que promoveria a industrialização da impressão 3D, formularia um roteiro e estratégias de desenvolvimento de médio e longo prazo e aumentaria a orientação das políticas fiscais e tributárias. De acordo com"Notícias de Valores Mobiliários de Xangai"relatório, o atual plano estratégico relacionado à impressão 3D está sendo pesquisado e formulado, e espera-se que seja anunciado após as duas sessões. Ao mesmo tempo, o governo local assumiu a liderança. o primeiro parque industrial de impressão 3D do meu país estará localizado na zona de alta tecnologia de Wuhan East Lake. Atualmente, a Comissão Municipal de Desenvolvimento e Reforma de Wuhan e outros departamentos estão realizando uma investigação completa da indústria de impressão 3D e planejam preparar um plano e fornecer suporte e cultivo. Dongguan também escreveu o desenvolvimento da impressão 3D no relatório de trabalho do governo local deste ano. Shi Yusheng, diretor do Centro de Fabricação Rápida da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong, a primeira pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de impressão 3D na China,"imprimir"botão. . Agora, algumas empresas de fundição começaram a desenvolver impressoras 3D de sinterização a laser seletiva e suas aplicações, tentando reduzir o tempo de execução de peças fundidas complexas de 3 meses para 10 dias. O fabricante do motor encurtou o ciclo de desenvolvimento do núcleo de areia para a cabeça do cilindro de um grande motor diesel de seis cilindros dos últimos cinco meses para uma semana por meio da tecnologia de impressão 3D. Shi Yusheng disse:"A maior vantagem da tecnologia de impressão 3D é que ela pode expandir a imaginação dos designers. Contanto que as coisas possam ser projetadas em gráficos tridimensionais no computador, seja roupas com formas diferentes, artesanato requintado ou carros personalizados, desde que Depois de resolver o problema do material, a impressão 3D possa ser alcançada.”
Com o avanço contínuo da tecnologia de impressão 3D, a melhoria de novos materiais, a melhoria contínua da velocidade e tamanho da impressão 3D, a otimização contínua de sua tecnologia, a expansão contínua dos campos de aplicação, especialmente o potencial no campo das artes gráficas , o modelo conceitual tridimensional Para melhor transmitir a ideia ou solução do criador, uma imagem pode ser melhor do que uma descrição de centenas ou mesmo milhares de palavras. Os profissionais acreditam firmemente que a impressão 3D personalizada ou personalizada pode colocar um modelo 3D imaginário na frente de seus olhos instantaneamente, pode melhorar rapidamente os produtos, a taxa de crescimento excederá a imaginação e mudará o futuro de várias aplicações na sociedade.
A tecnologia de impressão 3D eliminará as linhas de produção tradicionais, encurtará o ciclo de produção, reduzirá bastante o desperdício de produção e reduzirá a quantidade de matérias-primas necessárias para uma fração do original. A impressão 3D não apenas economizará custos e melhorará a precisão da produção, mas também compensará as deficiências da fabricação tradicional e aumentará rapidamente no mercado civil, abrindo assim uma nova era de fabricação e trazendo novas oportunidades e esperanças para a indústria de impressão .
