5 приложений, демонстрирующих инновации в 3D-печати

Аддитивное производство (AM) - одна из ключевых технологий, способных ускорить внедрение инноваций для производителей. Отрасли, внедряющие AM, претерпевают трансформацию, которая открывает новые возможности в разработке и производстве продукции.

В сегодняшней статье мы рассмотрим некоторые из недавних разработок в области 3D-печати, которые могут задать новые тенденции во всех отраслях.

1. Бионический глаз, напечатанный на 3D-принтере

Человеческий глаз - это увлекательное произведение инженерного искусства, но его воссоздание оказалось сложной задачей из-за множества технологических препятствий. Теперь, когда происходит конвергенция 3D-печати, электроники и биологии, исследовательская группа из Университета Миннесоты нашла способ преодолеть препятствия и создала прототип искусственного глаза.

Эта веха знаменует собой значительный шаг к созданию бионического глаза, который может помочь слепым людям видеть или зрячим лучше.

Прототип бионического глаза представляет собой полусферический стеклянный купол, на котором напечатаны частицы серебра. Затем они использовали полупроводниковые полимерные материалы для печати фотодиодов, которые преобразуют свет в электрические сигналы, которые можно обрабатывать и превращать в реальные изображения.

После тестирования искусственный глаз работал с 25-процентной эффективностью в преобразовании света. сигналы в электрические сигналы. Исследователи говорят, что это самый близкий нам путь к созданию чего-то похожего на настоящий глаз. Разработанный командой мульти-материальный 3D-принтер стал ключом к достижению этой цели.

В настоящее время исследователи работают над следующим прототипом, у которого будет больше световых рецепторов, которые будут еще более эффективными. Они также ищут способ печати на мягком полусферическом материале, который можно было бы имплантировать в настоящий глаз.

Хотя это может звучать как научная фантастика, напечатанные на 3D-принтере бионические глаза вскоре могут стать реальностью, ознаменовав новую эру в регенеративной медицине.

2. 3D-печать целых лодок и военных укрытий

Недавно с помощью 3D-печати была изготовлена ​​лодка длиной 7,62 метра и весом более 2 тонн. Лодка под названием 3Dirigo считается самым большим объектом, когда-либо напечатанным на 3D-принтере. Это достижение было совершено Центром передовых структур и композитов Университета штата Мэн в Университете штата Мэн.

Крупномасштабная 3D-печать становится новой тенденцией, поскольку все больше компаний ищут способы более экономичной 3D-печати не только мелких деталей и прототипов, но и больших конструкций.

Судно, напечатанное на 3D-принтере, является ярким индикатором того, что эта тенденция набирает обороты. Лодка была создана цельным куском за 72 часа непрерывной печати. При использовании традиционных методов производства изготовление лодки может занять несколько недель или даже месяцев.

Экструзионный 3D-принтер, на котором была создана лодка, был разработан для работы с материалами на биологической основе. особенно смесь пластика и древесной целлюлозы. Новые экологически чистые композиты на основе биологических материалов считаются пригодными для вторичной переработки и экономичными.

Совмещение этих материалов с масштабной 3D-печатью неслучайно. 3D-печать также известна как экологически безопасный вариант производства благодаря сокращению отходов материалов и более быстрому производству, приближающемуся к точке необходимости.

Помимо лодки, напечатанной на 3D-принтере, исследователи также представили напечатанное на 3D-принтере укрытие связи армии США длиной 3,65 м. Этот проект был демонстрацией сотрудничества между UMaine и Центром солдатского командования армии США по развитию боевых возможностей (CCDC) по разработке новых, быстро развертываемых укрытий для солдат.

В конечном итоге эти разработки дают представление о том, как крупномасштабная 3D-печать может ускорить инновации и разработку прототипов как в морском, так и в военном секторах. Помимо этих отраслей, крупномасштабная 3D-печать уже доказала свою полезность в аэрокосмической, строительной и литейной отраслях.

3. Переосмысление ракетостроения

В частности, в авиакосмической отрасли вскоре может появиться крупномасштабная 3D-печать, поскольку калифорнийский стартап Relativity Space планирует создать ракету, около 95% компонентов которой будут напечатаны на 3D-принтере.

Чтобы воплотить свою мечту в жизнь, компания разработала Stargate, один из крупнейших в мире 3D-принтеров для дуговой сварки металла, оснащенный машинным обучением и робототехникой. Технология, лежащая в основе 3D-принтера Stargate, заключается в плавлении металлической проволоки, выдавливаемой из сопла на строительную платформу.

Имея возможность создавать компоненты размером до 2,7 м (9 футов) в диаметре и около 4,5 м (15 футов) в высоту, Stargate напечатает все топливные баки и другие большие компоненты ракет. Для более мелких деталей компания использует технологию селективной лазерной плавки (SLM).

Используя 3D-печать для изготовления практически всей ракеты, Relativity Space надеется значительно снизить вес ракеты, что потенциально может снизить стоимость запуска при одновременном увеличении полезной нагрузки. Кроме того, 3D-печать может позволить компании произвести готовую к полету ракету всего за два месяца - впечатляющие сроки, когда речь идет о производстве ракет.

Компания Relativity Space претендует на то, чтобы стать первой, кто запустит на орбиту полностью напечатанную на 3D-принтере ракету к началу 2021 года. Хотя изначально эти планы могли показаться надуманными, компания неуклонно продвигалась к своей цели. .

Например, основной продукт компании, ракета Terran 1, недавно претерпел некоторые улучшения, в том числе 3-метровый обтекатель полезной нагрузки с удвоенным объемом. Еще одно примечательное достижение - недавно закрытое финансирование серии C в размере 140 млн долларов, что еще на один шаг приблизило компанию к ее видению.

Благодаря 3D-печати целых ракет доставка ракет может быть значительно ускорена, что повысит частоту запусков. Это видение действительно амбициозно, и, если оно окажется успешным, станет шагом к переосмыслению того, как разрабатываются и производятся ракеты.

4. 3D-печать и будущее автономной мобильности

Airbus в партнерстве с LM Industries создал стартап Neorizon, который будет предлагать инновационные продукты с акцентом на автономную мобильность. Для достижения этой цели компании объединяют свой опыт в области цифрового производства и 3D-печати полимерами и металлами.

LM Industries была основана в прошлом году (2018) Local Motors, компанией, которая стоит за одними из самых обсуждаемых в отрасли транспортных средств, напечатанных на 3D-принтере. В 2016 году компания Local Motors напечатала на 3D-принтере Olli, беспилотный шаттл, в котором на 90 процентов меньше деталей, чем в традиционном транспортном средстве, и на 100 процентов используются детали, пригодные для вторичной переработки. Компания использует 3D-печать для производства и сборки автомобилей на местных микрофабриках, тем самым добиваясь более гибкого и динамичного производства.

Согласно LM Industries, «существующая транспортная инфраструктура и существующее массовое производство слишком негибкие и капиталоемкие, чтобы обслуживать развивающиеся технологические тенденции и меняющиеся запросы потребителей».

Чтобы обеспечить большую гибкость При разработке и производстве продукции Neorizon создаст местную микрофабрику, что позволит ей разрабатывать и производить продукцию намного быстрее и с большей гибкостью.

Хотя в настоящее время неясно, какие именно продукты будет разрабатывать стартап, в центре внимания, скорее всего, будет авиация. В настоящее время растет интерес к использованию самолетов в качестве летающих такси или средств доставки, так что это может быть одна из областей, которые Neorizon может изучить.

Независимо от того, чем занимается Neorizon, подобное партнерство служит еще одним показателем растущего перехода к цифровому производству, где 3D-печать играет одну из ключевых ролей. В конечном итоге это означает, что обе компании уверены в потенциале AM, который поможет им переосмыслить будущее автономной мобильности.

5. Новая возможность для сервисных бюро 3D-печати

В сентябре компания Voodoo Manufacturing, поставщик услуг 3D-печати из США, запустила Voodoo Clear Aligners, новую стоматологическую услугу по производству и распространению.

Компания использует технологию на основе смолы Formlabs для создания 20 000 форм для выравнивания. месяц. К концу года планируется довести производство до 80 000 форм в месяц.

Удивительно, но выход Voodoo Manufacturing на рынок прозрачных элайнеров был хорошо обоснован. Рынок прозрачных элайнеров переживает колоссальный рост, и Voodoo хочет претендовать на долю.

Во многом этот рост можно объяснить внедрением цифровых технологий, таких как стоматологическая 3D-печать.

По сути, прозрачные капы - это приспособления, используемые для корректировки и выпрямления зубов. Это по своей сути индивидуализированные продукты, поскольку положение и форма зубов у каждого человека различаются. 3D-печать - единственная технология, которая позволяет стоматологам экономично настраивать прозрачные выравниватели за счет производства форм.

Эти формы затем используются в процессе, называемом термоформованием, при котором специальный пластик нагревается до тех пор, пока он не станет податливым, а затем ему придается форма.

По оценкам, большинство прозрачных элайнеров в настоящее время производятся с использованием форм, напечатанных на 3D-принтере. Для такого массового приложения скорость и автоматизация становятся двумя ключевыми приоритетами, которые находятся в центре бизнеса Voodoo Manufacturing с момента его создания.

Другие бюро услуг 3D-печати могут принять к сведению. При таком большом количестве различных материалов и технологий для сервисных бюро становится критически важным специализироваться в определенных областях, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Выход Voodoo Manufacturing на рынок чистых выравнивателей указывает на еще одну область, в которой бюро услуг 3D-печати может накопить опыт. По мере того как рынок чистых выравнивателей продолжает расти, и все больше компаний присоединяются к игре, некоторые другие поставщики услуг могут последовать примеру Voodoo Manufacturing, чтобы заполнить все более прибыльную рыночную нишу.

Новаторская сила 3D-печати

Отрасли, внедряющие 3D-печать, становятся все более и более уверенными в этой технологии. По мере роста уверенности компании готовы экспериментировать с 3D-печатью, чтобы найти новые приложения и возможности для бизнеса. В конечном итоге это помогает формировать новые тенденции во всех отраслях, будь то разработка передовых медицинских продуктов или производство ракет, полностью напечатанных на 3D-принтере.

Очевидно, что 3D-печать, выходящая за рамки прототипирования, обладает огромным потенциалом для стимулирования инноваций, давая компаниям не только возможность выделиться среди конкурентов, но и разработать что-то, что может стать следующим большим достижением. .