Tá briseamh nua amach againn ag eolaí na Síne i réiteach na "problacht éadorma" teicneolaíochta priontála 3D!

Leis an gcur i leasú tapaidh ar eolaíocht agus teicneolaíocht inniu, tá an teicneolaíocht priontála 3D scaipthe thar gach aonrsaibh an tsaoil mar gheata lárnach láidir. Ó chuidneacha meaisíní casta agus cruinnithe go múnlaí beo, ó phróitéapaí beirteolaíochta amharclacha go rudaí láitheacha sainiúla, tá an teicneolaíocht priontála 3D, le húdarás éagsúla agus fleiscine leonach, tarraingeadh samhailtacht isteach sa réaltaíocht, ag déanamh beatha níos éasca agus ag tabhairt dúinn iontas.

Prionsabal oibríochta teicneolaíocht priontála 3D

teicneolaíocht priontála 3D, a thabharfar ar an bhfáth go hiondúil freisin mar théicneolaíocht mhonatóireachta, is é seo modh éagsúil é a thógann píosaí tríshuíocháin trí shreathú agus tóraíocht mhatéiríal. Tá a phrionsabal cosúil leis an gceann a úsáidtear chun teach tóraí a thógáil, agus is féidir leis sin a bheith leor simplí mar "monatóireacht i ngreanáin, tóraíocht ar gach leathar."

Níl an phróiseas priontála 3T casta. Ar dtús, cruthaítear nó fhaigheannar modhail dhigiteach trí úsáid a bhuailt le bogearraí dearbhaidh le tacú ríomhaire (CAD), agus ansin déantar an modhal a aicmeáil i gcomhshraith bhreisíní réteacha iomchruinn (seiseanna), áit a mbíonn dearcach gach seiseáin de ghnáth idir deichfidh micreon agus céad micreon. Ansin, bunaithe ar an eolas seo a bhaineann leis na seiseáin, tógann an priontatóir 3T an réad deiridh leibhéil ar leibhéil trí théicneolaíocht agus maitéirial áirithe.

áirítear na próiseasanna priontála 3T seo a leanas: modhailiú tóirteach FDM (Fused Deposition Modeling), priontála 3T gréine-stereolithography (SLA, DLP, LCD), sinteráil lasair roghnach (SLS), soladáil lasair roghnach (SLM), priontála inkjet stereo (3DP), agus déantúsaíocht leibhéil ar leibhéil (LOM).

Is é modhailiú toirmiscthe (FDM) an t-eolas gur féidir leis na hairgneacháin teirmiplastacha a bheith teo agus a mheilt trí ollóg, a chuirfear isteach ar ardán layer ar layer, agus ar deireadh a chur ina réaltas tríshuí. Úsáidtear go minic airgneacha teirmiplastacha mar sholábhair don teicneolaíocht seo, cosúil le copolaiméar acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), áis lachtaigh pholamhéire (PLA), srl. Tá riachtanais íotaíochta íseal agus é éasca ócáid, oiriúnach do dhuine amháin agus do stiúidió beaga. Déanta i réimsí beag é an "earraí radish" agus an "claíomh leathnaithe" a bhí cáiliúil ar an margadh sáithigh seo caite.

Priontáil 3D lithagrafaíochta (SLA, DLP, LCD) a úsáidfidh solas ar bhealach agus cuma shonrachta le haghaidh oibriú ar rósaí íogair le solais, agus go dtí go mbeidh an t-iarann íogair dúnta layer ar layer chun réada den fhoirm mhiantha a ghiniúint. Tá cruinneas mhaith ag an teicneolaíocht seo maidir le cruthú agus dromchla glan, oiriúnach don mhonaróidh déanta go maith agus páirteanna beaga.

Úsáideann sinteráil leis an gcló laser roghnach (SLS) beam laser chun scátháil na prapaí a scátháil chun iad a leachtú agus a bheith agamhail, ag cruinniú i dtúr ar thúr ina haghaidh réad tríthoiseach. Úsáideann an t-echnice seo prap mar sholábhair (mar shampla nilín, prap metal, prap ceiréimic, srl.), tá cruinniú ard aige, agus is iomchuí do tháirgeadh píosaí oibríochtaí le struchtúir chasta.

Tá fórsa ardteicthe ag an leachtú leis an gcló laser roghnach (SLM), cosúil le sinteráil leis an gcló laser roghnach (SLS), agus is féidir leis an leachtú iomlánach prap metal chun protótaip tapa a dhéanamh ar phíosaí metal. Úsáideann an t-echnice seo prap metal (mar shampla alloy titáin, staingear saor, srl.) mar sholábhair, is féidir leis an luchtáil píosaí metal ardchumas, ardchruth a phriontáil, agus tá sé in úsáid forleathan san áeráid, sa mhic léinn agus in eochracha eile.

Priontáil inkjet stéireo (3DP) aigeann pinn tinn (iomhainn nó neamh-mhiotal) agus glúsaithe mar sholáthar beatha, agus aigeann an méid a bhuailfidh gach comhpháiste le chéile ar an mbealach sin. Tá an dath céanna ar an sampla cruthaithe leis an teicneolaíocht priontála seo agus ar an táirge i ndáiríre, agus tá sé seo i láthair den teicneolaíocht is mó nádúrtha don phriontáil 3D dath.

Cruthú an réad leathbhreagtha (LOM) aigeann pinn bheaga (mar shampla páipéar, pléastach, srl.) agus glúsán te-solúnta mar sholáthar beatha, agus a thapaíonn an réad atá ag teastáil uathu trí lúchaille sholúnta agus bainse teapla. Tá an teicneolaíocht seo cruthaithe go tapaidh agus íocht íseal soláthair, agus is oiriúintach é do dhéanamh ar struchtúir mhóra agus cosáin.

Cé go bhfuil sé ar chóras ardchumas tosaigh ag an táirge teicneolaíocht 3D priontála, tá sé faoi shrian ar na hairíonna priontálta. Tá na táirgí 3D priontáilte an-tapa agus éasca a bhuailfidh trí chumasanna seachtracha. Nuair a úsáidtear na táirgí sin i gcásanna ina bhfuil riachtanais ardchumas meicniúla orthu, thaispeánfar go mbeidh siad go hiondúla "neamhchumasach". Mar sin, conas an "croí ghlass" na dtáirgí 3D priontáilte a fhorbairt ionas go mbeidh "craiceann deasfeoil" acu agus go mbeidh siad in ann seasmhacht a choimeád gan a bhuailt go héasca?

Ar an 3ú Iúil 2024, foilsigh eolaíonn Síneacha taighde ar elastóiméad priontáilte 3D i seachrán Nature. Is féidir na bandanna rúbair a ullmhaíodh trí úsáid a bhaint as an teicneolaíocht seo a sínú go dtí 9 uair an fhad féin, agus is féidir an t-ardmheáchan a sheasmhacht a bheith suas go 94.6MPa, mar a bheadh 1 milliméadar cearnach in ann tada a bheith agam ar an gcruthachas agam, ag taispeáint neart agus séimhlíochta an-ard.

"Comhthreim" idir luas moldála agus séimhlíocht na dtáirgí críochnaithe

I rith an phróiseas cruithiú 3D (SLA, DLP, LCD), éilíonn méadú ar an éifeachtúlacht tháirgeachta luas níos airge do na foirmithe, rud a thleadsann go dtí méadú ar ghearrlánú an mheáis agus laghdú ar an gcruthasacht an mheáis le linn an phróiseas torthúcháin. De réir modhanna coitianta, nuair a méadaíonn cruthasacht an mheáis, méadaíonn viscosacht an mheáis chomh maith, rud a thleadsann go laghdú ar an réadaithe agus laghdú ar an luas foirmithe. Tá an t-aicme idir luas an phróiseas 3D agus cruthasacht an táirge deiridh i gcónaí ag cur isteach ar an tionscal ar fheabhas.

Tá eolaí na Síneach ag "comhordú" na dhá choinbhil seo. Thug na taighdeoirí cuideachtaí ar aghaidh do chlóscríobhthóireacht i mbloic agus do phost-próiseáil trí an t-ábhar amhainneach fotó-óidhreachta a anailísiú agus an próiseáis clóscríobhtha a mhícheangal. Thainig na taighdeoirí suas le réamhtheaghlach DLP (próiseáil sholathartha digiteach) de dhimethacrylate, a bhíonn ag dul i ngluaiseacht urea dinimiciúil agus dhá ghrúpa carboxylic ar an iomhánach. I rith an chlóscríobhthóireachta agus an fhoirmithe, tá na comhpháipéan eiteacha seo i gcónaí sa staid "seasmhach" agus iad ag gáireamh rólta i staid an phost-fhoirmithe.

a. Réada clóscríobhtha 3D agus a gcéad athruithe le linn an phost-phróiseála; b. In-éadromaíocht reatha do bhuibéin clóscríobhtha 3D; c. Mhúnlaíocht an phointéar meicniúil; d-e. Tástáil toirtaíochta grippers pneaumatach clóscríobhtha 3D. Tiondaer íomhá: Tagairt [1]

I rith an staid iarmharcálaíochta ag 90°C, breaitear na bonda urea sna horduithe 3T a bhfuil acaíocht orthu chun grúpaí isocyanate a ghiniúint, a bhunaíonn ar an amharc amháin bonda amide le grúpaí carboxyl na sraithe taobh de, agus ar an amharc eile, bíonn siad ag freagairt leis an bpointe a thiteann síos ar an gcarboxylic acid chun bonda urea a ghiniúint. Is iad na hathruithe sna bonda ceimiceacha laistigh den mholainn a nascann an t-ionstruchtúr amhainn laistigh den t-ábhar isteach i n-ionstruchtúr líonra idirchuingthe cosúil le "cluas le cluas", ag bringeadh níos mó bonda hidriginí agus ag láimhseáil an t-ionstruchtúr inmheánach den t-ábhar. Is díreach mar gheall ar na hathruithe laistigh den t-ábhar go bhfuil na horduithe 3T spás níos mó cóngarach nuair a bhuailfidh siad faoi bhrú seachtrach, cosúil leis an éifeacht fuinnimh aibhsiúcháin a tharlaíonn ag teacht i gcomhthuaisceart bheith againn, ag feabhsú ar an gcomhthionóil agus ar an gcomhthionóil brisfheasta den táirge agus go bhfuil sé ina láidre níos mó.

Taispeánaíonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil an scannán a rinneadh trí 3D priontáil ag úsáid réamhtheachta DLP leithead de 0.8 mm amháin taisceardhacht an-láidir, a ligfidh air fórsa de 74.4 N a sheasamh gan briseadh. Fiú faoi shuíomhanna inflídeachta ar airde, is féidir leis an gripper pneumatach 3D priontáilte báistín phingin 70 g gan bheith briste a ghlacadh le gríobháin sharp ar an ndroim, a thaispeánann an-tromacht an-ard agus neart struchtúrach na dtáirgí 3D priontáilte.

Úsáid leathan na n-eilastóirim 3D priontáilte

I réim ioncamhachtachra spóirt, soláthraíonn elastóirimí priontáilte 3D d'athlóir an deis éadromhóraíochtaí agus inneacharraíocht ardchaighdeáin. Mar shampla, úsáidtear inléirithe agus cosúil cosanta aonairtaithe an t-eilimint sreaptha agus tacaíochta a sholáthar do chosúil aonairtaí agus chun an t-inneacharraíocht spóirt a fheabhsú agus an t-innealtas a bhailiúchán a fheabhsú. Go háirithe i gcluichí spóirt éagóracha agus i gcluichí spóirt leis an mbuama is mó, is féidir leis na mianraí elastóirimí priontáilte 3D laghdú mór a dhéanamh ar an mbuama ar athlóirí le linn eagar agus iad a chosúil aintinn agus a mhúscail ó bhruith.

I réim an tionscail óil agus na heitlíochta, úsáidtear elastóirimí priontáilte 3D do chuidithe eisíonta cosúil le páirteanna éadromhóraíochta sreaptha agus sreapairí. Is féidir leis na páirteanna seo laghdú ar an gceacht agus inneacharraíocht ard a choimeád trí dheisíní comhshuite.

Sa réimse táirgeadh leictreonach, is féidir lámhshuíomhanna intleagtha, brataí intleagta, cásanna do chláranna gléicthe agus eile a phriontáil le rudaí comhdhéanta as elastómer. Ní hamháin go bhfuil boglacht agus seasacht an-mhaith acu ach tá seasacht ard chatha agus seasacht ann freisin, a chuireann séad agus críochanna éagsúla na dtomhaltóirí ar feadh réidh le haghaidh cuma agus feidhmíocht na dtáirgí.

Sa réimse táirgeadh an-indéidh, úsáidtear teicneolaíocht priontla 3D elastómer chun moldáilí éagsúla an-indéidh agus bandaí aistrithe agus cuidí eile a dhéanamh. Tá sé riachtanach go mbeidh na cuidí seo in ann taise a mheasúnú agus craos a thaise a sheasamh, agus tá na rudaí comhdhéanta elastómer ina rogha an-bhreá leis an seasacht agus an seasmhacht an-tinn. Tá sé féidir leis an teicneolaíocht priontla 3D na cuidí seo a dhéanamh níos éifeachtaí agus costas déanta a laghdú.

Tá teacht an teicneolaíocht priontla 3D elastómer leathnú níos mó ar staidéir úsáide na dtáirgí priontla 3D agus é bringfidh roinnt deiseanna níos éagsúla agus níos breátha chuig ár saol.