Druk 3D, który powstał w latach 1980., w ostatnich latach szybko się rozwinął i jest znany jako „jeden z ważnych symboli trzeciej rewolucji przemysłowej”. Na początku tego miesiąca fizycy z Leiden University w Holandii wykorzystali druk 3D do wydrukowania najmniejszego statku świata, który ma tylko 30 mikronów długości i jest tylko 6 razy większy niż komórki bakteryjne.

Naukowcy wykorzystali skaningowy mikroskop elektronowy do sfotografowania statku, pokazując, że ma otwartą kabinę, komin, a nawet małe iluminatory. Szczególnie imponujące jest to, że grubość całego modelu to zaledwie jedna trzecia średnicy ludzkiego włosa. Naukowcy biorący udział w projekcie powiedzieli, że w przyszłości mają nadzieję zastosować go do precyzyjnego, celowanego dostarczania leków do organizmu człowieka.

Od oficjalnych narodzin do wejścia w mikrokosmos, jaka zmiana technologiczna stoi za szybkim rozwojem technologii druku 3D? Jak naukowcy tworzą obiekt w mikroskopijnej przestrzeni kilku mikronów sześciennych?

Tradycyjna technologia druku 3D ma swoje zalety

Tradycyjny proces wytwarzania subtraktywnego odnosi się do wykorzystania istniejących elementów modelu geometrycznego oraz użycia narzędzi do stopniowego cięcia, polerowania i grawerowania materiałów, aby ostatecznie stać się wymaganymi częściami. A drukowanie 3D, znane również jako produkcja addytywna, polega na wykorzystaniu sprzętu do drukowania 3D do nakładania warstw cyfrowych modeli trójwymiarowych. Specjalne materiały, takie jak proszki metali, materiały termoplastyczne i żywice są w sposób ciągły układane w stos i łączone warstwa po warstwie, a na koniec nakładane na siebie, tworząc jedną trójwymiarową całość.

Cao Jianwei, szef Question Mark System Integration Co., Ltd. w Baotou w Mongolii Wewnętrznej, powiedział dziennikarzom: „W uproszczeniu, drukowanie 3D musi najpierw zaprojektować trójwymiarowy model bryłowy. Drukarka przekształca model cyfrowy w zestaw instrukcji ruchu wymaganych przez drukarkę trójwymiarową. Ustalona trajektoria wielokrotnie układa materiały na płycie drukarskiej i łączy ciągłe warstwy materiałów, aż do powstania ostatecznego trójwymiarowego modelu."

Zrozumiałe jest, że technologia osadzania fuzji (FDM) i technologia utwardzania światłem (SLA) są obecnie dwiema najbardziej powszechnymi i dojrzałymi technologiami drukowania 3D.

„Drukowanie 3D z osadzaniem stopionym jest również nazywane drukowaniem 3D z osadzaniem bezpieczników. Nagrzewa i topi włókniste materiały termotopliwe i wyciska je przez dyszę z cienką dyszą. Zgodnie z ustawioną ścieżką ruchu materiał jest osadzony w produkcji. panel lub zestalony materiał poprzedniej warstwy (materiał zestala się, gdy temperatura jest niższa od określonej wartości), produkt końcowy powstaje w wyniku nagromadzenia warstw materiałów." – powiedział Cao Jianwei. Światłoutwardzalny druk 3D wykorzystuje płynną żywicę światłoczułą jako surowiec, a skaner sterowany urządzeniem sterowanym numerycznie naświetla wiązkę lasera na powierzchnię płynnej żywicy światłoczułej zgodnie z zaprojektowaną ścieżką skanowania, tak aby warstwa żywicy w określonej obszar powierzchni jest utwardzony i jest to warstwa. Po zakończeniu obróbki generowany jest przekrój części; następnie platforma podnosząca jest opuszczana na pewną odległość, a kolejna warstwa ciekłej żywicy jest pokrywana na utwardzonej warstwie, a następnie druga warstwa jest skanowana. Druga utwardzona warstwa jest mocno związana z poprzednią utwardzoną warstwą. Takie nałożenie warstwa po warstwie tworzy trójwymiarowy prototyp przedmiotu obrabianego. Po wyjęciu prototypu z żywicy jest on ostatecznie utwardzany, a następnie polerowany, galwanizowany, malowany lub barwiony w celu uzyskania wymaganego produktu.

Zrozumiałe jest, że istnieje szeroka gama surowców, które można wykorzystać w druku 3D z fuzją, a ustawienia drukowania i akcesoria sprzętowe można zmieniać zgodnie z różnymi potrzebami, co bardziej sprzyja niestandardowej produkcji i może dostosować się do zastosowania potrzeby bardziej wyspecjalizowanych scenariuszy. Światłoutwardzalny druk 3D może osiągnąć rozdzielczość 0.1 mm, a także uzyskać płynność i szczegółowość obróbka powierzchniowa, który nie ma sobie równych w druku 3D ze stosem fuzji.

Nowa technologia stale poprawia dokładność i szybkość drukowania

Światłoutwardzalna technologia druku 3D, w procesie drukowania na „powierzchni łączącej ciało stałe-ciecz” i układania warstwa po warstwie, nieuniknione jest powstawanie drobnych „pomarszczeń”. Te „fale” są tak subtelne, że trudno je zaobserwować. Powodem, dla którego nie ma to wpływu na efekt drukowania, jest to, że precyzja światłoutwardzalnego druku 3D jest wciąż daleka od precyzji rzędu nanometrów.

Dzięki ciągłym przełomom w technologii badań i rozwoju, druk 3D jest z powodzeniem stosowany w lotnictwie, medycynie, budownictwie, motoryzacji i innych, a przemysł produkcyjny ma coraz wyższe wymagania dotyczące dokładności części.

Precyzyjny druk 3D reprezentowany przez dwufotonowy druk 3D (TPP) jest coraz bardziej popularny ze względu na jego niezwykłe cechy wysokiej wydajności i wysokiej precyzji.

Dwufotonowy druk 3D, znany również jako technologia formowania światłoutwardzalnego metodą polimeryzacji dwufotonowej, również wykorzystuje żywicę światłoczułą. Różnica polega na tym, że tradycyjna technologia fotoutwardzania wykorzystuje polimeryzację pojedynczego fotonu i absorbuje jeden foton jako podstawową jednostkę. W rzadkich przypadkach, ze względu na specjalny tryb przejścia poziomów energii w materii, dwa fotony zostaną pochłonięte w tym samym czasie, co jest „efektem absorpcji dwóch fotonów”. Jednak tylko w środku silnie skupionego lasera będzie wystarczająco wysokie natężenie promieniowania, aby jednocześnie pochłonąć dwa fotony.

W normalnych warunkach zwykłe przedmioty, takie jak kawałek szkła lub szklanka wody, mają określoną przepuszczalność światła i współczynnik pochłaniania światła o określonej długości fali i stosunek ten nie zmienia się wraz ze zmianą natężenia światła. Jednak efekt absorpcji dwóch fotonów będzie się zwiększał wraz ze wzrostem gęstości energii światła.

„Dopiero gdy natężenie światła osiągnie określoną wartość, pojawi się oczywisty efekt absorpcji dwóch fotonów. Skupiając laser, obszar reakcji można ograniczyć do zakresu z bardzo małym błędem w pobliżu ogniska. Przy współpracy precyzyjna scena ruchoma, ognisko jest ustawione na światłoczułe Poruszanie się w substancji, pozycja, w której przechodzi ostrość, a substancja światłoczuła jest denaturowana i zestalana, można drukować obiekty 3D o dowolnym kształcie, a dokładność może osiągnąć poziom nanometrów." Cao Jianwei powiedział dziennikarzom.

Według doniesień, dwufotonowy druk 3D wykorzystuje lasery do pisania punkt po punkcie, a następnie warstwa po warstwie. Ta metoda drukowania „od kropek do powierzchni, a następnie warstwa po warstwie” jest bardzo dokładna, ale bardzo powolna (około 0.1 milimetra sześciennego na godzinę). ), nawet produkcja małych elementów trwa kilka dni, a nawet tygodni. Ponadto laserowe źródło światła ma limit żywotności. Ogólnie rzecz biorąc, każda maszyna może być używana tylko przez około 20,000 3 godzin. Długotrwałe użytkowanie spowodowało wysoki koszt dwufotonowego druku XNUMXD.

W 2019 r. Chen Shiqi, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Automatyki Wydziału Inżynierii Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu, wraz z zespołem opracowali technologię „druku 3D z projekcją femtosekundową w litografii dwufotonowej” (FP-TPL). , co zwiększyło pierwotną prędkość drukowania o tysiące do dziesięciu tysięcy razy. Rozumie się, że ta technologia może tworzyć programowalny femtosekundowy arkusz optyczny na płaszczyźnie prostopadłej do wiązki laserowej do pisania równoległego. Jest to równoznaczne z równoczesnym rzutowaniem milionów laserowych punktów ogniskowych w celu zastąpienia tradycyjnych metod ogniskowania. Innymi słowy, technologia druku 3D z dwufotonową litografią femtosekundową może wyprodukować całą płaszczyznę w czasie jednego punktu wykonanego przez dwufotonową technologię druku 3D, skracając czas produkcji z kilku dni do kilku minut.

Link do tego artykułu: Druk 3D najmniejszy statek na świecie

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ).