آینده تولید افزودنی چند منظوره: بینش ریچارد هیگ از ناتینگهام – 3DPrint.com

“بحث در مورد طیف مواد نیز بسیار پیچیده است اگر ما دور شدن از مواد ساختاری به مواد کاربردی (هم منفرد و هم چند ماده) را در نظر بگیریم. به ،وان مثال، در داروسازی، برنامه های کاربردی سازگار با زیست، زیست شناسی چاپی، باتری ها، الکترونیک سه بعدی، و غیره، پتانسیل قابل توجهی برای AM وجود دارد که دامنه خود را فراتر از هندسه برای تولید اجزای بهینه و کاربردی گسترش دهد. با این حال، هر یک از این کاربردها به شدت به پردازش پذیری مواد کاربردی (به طور ایده آل در فرآیند کاربردی) وابسته است. این کار آس، نخواهد بود، اما من فکر می کنم اینجاست که مزایای واقعی AM نمایان می شود.”

در نهایت، پروفسور هیگ بسیار جاه طلب تر از بسیاری از مردم است. بیشتر آنها فقط به اجزای ساده ای که کار می کنند نگاه می کنند، در حالی که هدف ریچارد ایجاد اجزای کاربردی متشکل از چاپ های چند جانبه است که از طریق فرآیندهای کارآمد ساخته شده اند. تولید تک مرحله ای باتری ها و لوازم الکترونیکی ممکن است دور از دسترس باشد، اما آیا ما به چاپ سه بعدی تلفن های همراه خود نزدیک شده ایم؟

«من فکر می‌کنم هیجان‌انگیزترین برنامه‌ها آنهایی هستند که شامل عملکرد هستند، نه فقط اجزای ساختاری که هوشمندانه طراحی شده‌اند. همه ما دیده‌ایم که آزادی طراحی AM چه چیزی می‌تواند ایجاد کند، اما برای من، آزادی نهایی طراحی شامل آزادی عملکردی می‌شود – چه در مواد منفرد و چه در چند متریال. ما شروع به دیدن پیشرفت های بزرگی در “AM چند منظوره” در آزمایشگاه ما و سایر آزمایشگاه های سراسر جهان کرده ایم. کار واقعا جالبی در طیف وسیعی از زمینه‌های کاربردی، از داروسازی، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی و برداشت (خورشیدی، باتری‌ها، حسگر)، تا الکترونیک سه بعدی و حوزه‌های مرتبط با زیستی در حال انجام است.»

ما به مواد بیشتری نیاز داریم، و آنها باید برای برنامه بهتر تنظیم شوند. به ،وان مثال، فرآیندهای پلیمری هنوز در محدوده مواد نسبتاً محدود هستند – فرآیندهای غالب مبتنی بر پودر هنوز هم تقریباً محدود به نایلون 11 و 12 هستند (با برخی از TPU ها که در مخلوط ریخته می شوند). برای بسیاری از کاربردها، همانطور که نشان داده شد، اینها عالی هستند، اما نایلون 11 و 12 برای هر برنامه کاربردی کار نمی کنند، بنابراین مواد با درجه مهندسی بیشتری مورد نیاز است. با این حال، اینکه آیا این طیف جدید از مواد تنها به تکنیک های مبتنی بر پودر محدود می شود یا خیر، سوال دیگری است. اگرچه فرآیندهای FDM طیف معقولی از مواد دارند و راه طول، را طی کرده‌اند، فقدان مقیاس‌پذیری صنعتی برای این سیستم‌ها (چون آنها عمدتاً مبتنی بر نازل هستند) به این م،ی است که آنها همیشه در آنچه می‌توانند تولید کنند محدود خواهند بود. این یکی از دلایلی است که ما روی فناوری‌های مبتنی بر «جت واکنشی» کار می‌کنیم، که در آن از رسوب دو جزئی مونومرها و کاتالیزورهایی که در محل یا در بستر پودر واکنش‌پذیر پلیمریزه می‌شوند برای تولید قطعات پلیمری درجه مهندسی (مانند پلی‌اورتان‌ها) استفاده می‌کنیم. و سیلی،) در مقیاس.

ریچارد هیگ در 28 سال گذشته یک پیشگام واقعی در چاپ سه بعدی بوده است. او نوشته است مقالات متعدد در موضوعات مختلف، مانند پرینت سه بعدی آلیاژهای آلومینیوم، چاپ سه بعدی جوهرافشان، بهینه سازی توپولوژی، شبکه های درجه بندی شده عملکردی و موارد دیگر. در حال حاضر، ریچارد روی پرینت سه بعدی چندجانبه و ایجاد دستگاه های کاملا کاربردی با این فناوری متمرکز شده است. ریچارد همچنین مدیر مرکز تولید افزودنی ها (CfAM) در دانشگاه ناتینگهام است و کارهای قابل توجهی در زمینه بهبود و صنعتی سازی تولید افزودنی انجام داده است. علاوه بر این، او رئیس است علمی اضافه شد، که تحقیقات قراردادی انجام می دهد و فناوری های چاپ سه بعدی را تجاری می کند. اخیراً از ناتینگهام بازدید کردم و این فرصت را داشتم که با پروفسور هیگ درباره کارش مصاحبه کنم.

هیگ به نکات بسیار خوبی اشاره می کند. یکی از مواردی که اغلب نادیده گرفته می شود این است که چگونه سیستم های کم هزینه استفاده از چاپ سه بعدی را برای بسیاری از شرکت ها آسان کرده است. فراو، این سیستم‌ها در شرکت‌های بزرگ به آنها فرصتی داده است تا پرینترهای سه بعدی را به روشی کم‌خطر امتحان و ارزیابی کنند. اما، ریچارد فکر می‌کند بزرگ‌ترین مسائلی که ما را عقب نگه می‌دارد چیست؟

هیچ فرآیند AM نمی‌تواند طیف وسیعی از مقیاس‌های طول و مواد مورد نیاز برای تمام ،اصر یک تلفن همراه (میکرو الکترونیک، باتری، صفحه نمایش، قاب و غیره) را تولید کند، بنابراین فکر نمی‌کنم که چنین باشد. ما به زودی شاهد یک تلفن همراه با چاپ کامل خواهیم بود. با این حال، من فکر می کنم که AM چندان دور از چاپ اجزای کاربردی تلفن به صورت جداگانه نیست، زیرا ما شاهد پیشرفت های بزرگی در پردازش مواد کاربردی از طریق تکنیک های AM هستیم.

با توجه به تجربه گسترده او در چاپ سه بعدی، می خواستم تغییرات عمده ای را که ریچارد در 28 سال گذشته در مواد افزودنی مشاهده کرده است، درک کنم.

در مورد آ،ین اخبار صنعت چاپ سه بعدی به روز باشید و اطلاعات و پیشنهادات را از فروشندگان شخص ثالث دریافت کنید.


منبع: https://3dprint.com/310330/the-future-of-multifunctional-additive-manufacturing-insights-from-nottinghams-richard-hague/

من شیفته امکان ،یب موثر بسیاری از فرآیندها برای ساخت اجزای مختلف تلفن هستم. برای مثال یک باتری، ردپای و ساختار آنتن بسیار کارآمد و بهینه سازی شده برای هر گوشی را تصور کنید. ما باید ،یب های متعددی از فناوری ها و نحوه ادغام آنها را در حرکت رو به جلو بررسی کنیم. ریچارد موافق است و خاطرنشان می کند که در تولید افزودنی، محققان همیشه مجبور بوده اند با هم کار کنند و چند رشته ای باشند. چنین تحقیقاتی می تواند منجر به نوآوری هایی مانند قطعات الکترونیکی چاپ سه بعدی شود. با این حال، او بر این باور است که محدودیت‌ها در رسوب‌گذاری مش، و عملکردی ، مواد در فرآیند، یک گلوگاه خواهد بود. از هیگ پرسیدم که در مورد چه چیزی بیشتر هیجان زده است.

LPBF ف،ی احتمالاً از همه دورتر شده است – واقعاً وجود نداشت و تنها با معرفی لیزرهای فیبر در اواسط دهه 2000 فعال شد. اما، از آنجا که فرد قادر به پردازش ف،اتی است که مهندسان آن را می شناسند و دوست دارند (SS316، In718، Ti64)، این امر استفاده از سیستم های ف،ی را برای تولید محصولات نهایی تشویق کرده است. این واقعاً برای فرآیندهای پلیمری، جایی که هنوز محدوده نسبتاً محدودی از مواد قابل پردازش وجود دارد، اتفاق نیفتاده است.

واضح است که تغییر عمده، پذیرش و پیشرفت هایی است که این منطقه را از تمرکز اولیه بر نمونه سازی به تاکید روزافزون بر تولید منتقل کرده است. این مهم بود زیرا سپس همه فرصت‌ها را برای آزادی طراحی باز کرد که به نشانه و تا حدی ل،ت‌کننده تولید افزودنی تبدیل شده‌اند. اساساً، اگر فقط نمونه‌سازی اولیه چیزی را دارید، هنوز باید برای فرآیند تولید معمولی که قرار است استفاده شود و تمام محدودیت‌های «طراحی برای ساخت» (برای ماشین‌کاری، قالب‌گیری و غیره) طراحی شود. اگر تصمیم به استفاده از AM به ،وان فرآیند تولید گرفته شود، آنگاه پوشش طراحی به طور گسترده گسترش می یابد. بدیهی است که بسته به فرآیند AM مورد استفاده، محدودیت‌های طراحی وجود دارد (بنابراین هندسه کاملاً رایگان نیست)، اما تقریباً به همان اندازه رایگان است که در ساخت به دست می‌آید. این امکان‌های قابل توجهی (تجمیع بخشی، شبکه‌ها، بهینه‌سازی توپولوژی و غیره) را باز می‌کند.

فراگیر بودن سیستم‌های FDM ارزان قیمت (و تا حدی، تکنیک‌های فوتوپلیمریزاسیون vat) همچنین این منطقه را به روی افراد و شرکت‌های بیشتری باز کرده است. بسیاری از سازمان‌های تولیدی، اگر نه بیشتر، (یا حداقل سازمان‌هایی که زنده خواهند ماند) اکنون حداقل نوعی فرآیند چاپ سه‌بعدی را در داخل خود دارند، یا آگاهی و دانش لازم برای استفاده از ارائه‌دهندگان خارجی را دارند. بیست و هشت سال پیش، جامعه آنقدر کوچک بود که تقریباً می شد نام هر شرکتی را که صاحب یک سیستم بود، نام برد و بسیار گران بود – هم فرآیندها و هم مواد.

این در واقع یک آینده بسیار بلندپروازانه است. من واقعاً هرگز آن را به این شکل ندیده بودم، اما نگاه ، به مناطق عملکردی در حال ظهور ما را به مرز هیجان انگیزی می رساند. فراتر از قطعات ساده، ما می‌تو،م دستگاه‌ها، ماشین‌ها، سطوح کاربردی و ،اصری که دنیای ما را قدرت می‌دهند بسازیم. اکنون می‌تو،م واکنش‌های شیمیایی، فرآیندهای مهندسی شده و دستگاه‌هایی را که به سرعت در تعداد محدودی از مراحل تولید می‌شوند، در نظر بگیریم. بعد از سفرم به ناتینگهام خیلی الهام گرفتم. این ایده که خیلی بیشتر آنجا وجود دارد، لبخندی را بر لبانم می آورد.

مش، خبرنامه الکترونیکی ما شوید