მკვლევარებმა შეიმუშავეს უნიკალური 3D ბეჭდვის პლატფორმა, რომელსაც შეუძლია შეამციროს ხარჯები და ნარჩენები

3D ბეჭდვა ახდენს რევოლუციას პროდუქტის დიზაინსა და წარმოებაში ბევრ სფეროში: სამომხმარებლო პროდუქტების შეკვეთით დამზადებული ნაწილებიდან დაწყებული 3D პრინტერით დაბეჭდილ სტომატოლოგიურ პროდუქტებამდე და სიცოცხლის გადამრჩენ ძვლებსა და სამედიცინო იმპლანტანტებს. თუმცა, პროცესი ასევე ქმნის უამრავ ძვირადღირებულ და არამდგრად ნარჩენს და იღებს დიდი ხნის განმავლობაში, რაც ართულებს 3D ბეჭდვის მასშტაბურ განხორციელებას.

ყოველ ჯერზე, როცა 3D პრინტერი აწარმოებს მორგებულ ობიექტს, განსაკუთრებით სპეციალური ფორმის მქონეს, მას ასევე სჭირდება ბეჭდვის მხარდაჭერა, ბეჭდვის დამჭერი, რომელიც ეხმარება შეინარჩუნოს მისი ფორმის მთლიანობა ობიექტის დაბალანსებით, რადგან პრინტერი ქმნის მას ფენა-ფენა. თუმცა, ეს საყრდენები უნდა მოიხსნას ხელით დაბეჭდვის შემდეგ, რაც უნდა გაკეთდეს ხელით და შეიძლება გამოიწვიოს არაზუსტი ფორმა ან ზედაპირის უხეშობა. ხარაჩოების დასამზადებლად გამოყენებული მასალები ხშირად არ შეიძლება ხელახლა გამოიყენებოდეს, ამიტომ ისინი იყრება, რაც იწვევს მზარდ 3D ბეჭდვას. ნარჩენების პრობლემა.

ახალი დინამიური კონტროლის ბაზა 3D ბეჭდვისთვის (მარცხნივ) შეამცირებს ბეჭდვის მხარდაჭერის საჭიროებას (ცენტრში), შეამცირებს ნარჩენებს და დაზოგავს დროს.

პირველად, დენიელ ჯ. ეპშტეინის სამრეწველო და სისტემების ინჟინერიის დეპარტამენტის მკვლევარებმა სამხრეთ კალიფორნიის უნივერსიტეტში, ვიტერბიში, შექმნეს იაფი, მრავალჯერადი გამოყენების მხარდაჭერის მეთოდი, რათა შემცირდეს 3D პრინტერის უსარგებლო საყრდენები, რაც მნიშვნელოვნად გაზრდის ხარჯებს. 3D ბეჭდვის ეფექტურობა და მდგრადობა.

კვლევა, რომელსაც ხელმძღვანელობენ ინდუსტრიული და სისტემების ინჟინერიის პროფესორი იონგ ჩენი და დოქტორანტი იანგ ქსუ, გამოქვეყნებულია Additive Manufacturing-ში.

ტრადიციული 3D ბეჭდვა იყენებს დნობის დეპონირების მოდელირების (FDM) ტექნოლოგიას ფენების დასაბეჭდად პირდაპირ სტატიკური ლითონის ზედაპირებზე. ბეჭდვის ფრჩხილების ნაცვლად, ახალი პროტოტიპი იყენებს პროგრამირებადი, დინამიურად კონტროლირებად ზედაპირს, რომელიც დამზადებულია მოძრავი ლითონის ნემსებისგან. პრინტერი ეტაპობრივად აშენებს პროდუქტს. ჩენმა თქვა, რომ ახალი პროტოტიპის ტესტებმა აჩვენა, რომ მას შეუძლია დაზოგოს საბეჭდი მასალების დაახლოებით 35 პროცენტი.

მე ვმუშაობ ბიოსამედიცინო ექიმებთან, რომლებიც იყენებენ ბიომასალას 3D ბეჭდვისთვის ქსოვილების ან ორგანოების ასაშენებლად, თქვა ჩენმა, და მათ მიერ გამოყენებული ბევრი მასალა ძალიან ძვირია - ჩვენ ვსაუბრობთ პატარა ბოთლებზე, რომელთა ფასი 500-დან 1000 დოლარამდეა.

სტანდარტული FDM პრინტერისთვის მასალის ღირებულება დაახლოებით 50 დოლარია თითო კილოგრამზე, მაგრამ ბიობეჭდვისთვის ეს უფრო 50 აშშ დოლარია თითო გრამზე. ასე რომ, თუ ჩვენ შეგვიძლია დავზოგოთ 30 პროცენტი ამ დამხმარე მასალების დასაბეჭდად გამოყენებულ მასალებზე, ეს არის უზარმაზარი დანაზოგი. 3D ბეჭდვისთვის ბიოსამედიცინო მიზნებისთვის.

გარდა მატერიალური ნარჩენების გარემოზე და ხარჯებზე ზემოქმედებისა, 3D ბეჭდვის ტრადიციული პროცესი ხარაჩოების გამოყენებით ასევე შრომატევადია, თქვა ჩენმა.

როდესაც თქვენ 3D ბეჭდავთ კომპლექსურ ფორმებს, დროის ნახევარი საჭირო ნაწილებს აშენებს, მეორე ნახევარი კი საყრდენს. ამ სისტემაში ჩვენ არ გვჭირდება მხარდაჭერის შექმნა. შედეგად, ჩვენ დავზოგეთ დაახლოებით 40 პროცენტი ბეჭდვის დროის პირობები.

წარსულში შემუშავებული მსგავსი პროტოტიპები ეყრდნობოდა ერთ ძრავას თითოეული მექანიკური სამაგრის მხარდასაჭერად, რამაც გამოიწვია ენერგიის მაღალი მოხმარება და ბევრად უფრო ძვირი პროდუქტი, რაც მას არაეკონომიურს ხდის 3D პრინტერებისთვის, თქვა ჩენმა.

ასე რომ, თუ თქვენ გაქვთ 100 მოძრავი ქინძისთავები, რომელთა ღირებულება თითო ძრავზე დაახლოებით 10 დოლარია, მაშინ მთლიანი ღირდა 1000 დოლარი, პლუს 25 სამართავი პანელი 100 სხვადასხვა ძრავის გასაკონტროლებლად. მთლიანი საქმე 10,000 დოლარზე მეტი დაჯდება.

გუნდის ახალი პროტოტიპი იყენებს ერთ ძრავას პლატფორმის გადასაადგილებლად თითოეული საყრდენის ამოსაყვანად. პლატფორმა ერთდროულად ამაღლებს ლითონის ქინძისთავების რამდენიმე კომპლექტს, რაც ეფექტური გადაწყვეტაა. პროდუქტის დიზაინის მიხედვით, პროგრამის პროგრამული უზრუნველყოფა ეუბნება მომხმარებლებს, რომ მათ სჭირდებათ დაამატე ლითონის მილების სერია პლატფორმის ძირში. ამ მილების პოზიცია განსაზღვრავს, რომელი ქინძისთავები ამაღლდება მითითებულ სიმაღლეზე, რათა საუკეთესოდ დაუჭიროს მხარი 3D ბეჭდურ პროდუქტს და ასევე წარმოქმნას ბეჭდვის მხარდაჭერა. დასასრულს ამ პროცესით, ქინძისთავები ადვილად მოიხსნება პროდუქტის დაზიანების გარეშე.

ჩენმა თქვა, რომ სისტემა ასევე შეიძლება ადვილად მოერგოს მასობრივ წარმოებას, როგორიცაა საავტომობილო, კოსმოსური და იახტების ინდუსტრია.

FDM პრინტერები უკვე მზადდება დიდი მანქანებისა და გემების ფიუზელაჟებისთვის და სამომხმარებლო საქონლისთვის, როგორიცაა ავეჯი. როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, მათ აწყობას საკმაოდ დიდი დრო სჭირდება, ჩვენ მთელი დღე ვსაუბრობთ. ასე რომ, თუ შეგიძლიათ მისი განახევრება, თქვენი წარმოების დრო შეიძლება შემცირდეს ნახევარ დღეს. ამ 3D ბეჭდვას ბევრი უპირატესობა აქვს ჩვენი მეთოდით.

გუნდმა ასევე ცოტა ხნის წინ მიმართა ახალი ტექნოლოგიის პატენტისთვის, თქვა ჩენმა. კვლევის თანაავტორები იყვნენ Ziqi Wang, შვეიცარიის EPFL კომპიუტერული და კომუნიკაციის მეცნიერებათა სკოლის მოწვეული სტუდენტი და Siyu Gong, Viterbi-დან.

ორიგინალი ბმული: https://www.xianjichina.com/special/detail_479424.html

წყარო: Xianji