تكتسب الطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن زخمًا

في حين نجح المصممون والمهندسون في الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام النماذج الأولية والإنتاج على نطاق صغير للمواد البلاستيكية والبوليمرية ، فإن التطورات الحديثة في تصنيع الأجزاء المعدنية باستخدام تقنية المعادن المضافة خلقت بعضًا من أكثر الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد المذهلة في التاريخ. الطباعة ثلاثية الأبعاد.

ومن المثير للاهتمام أن براءات الاختراع الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن تنتهي في نهاية عام 2016. وعلى الرغم من أن الاستخدام المكثف للطباعة ثلاثية الأبعاد FDM من قبل المستهلكين العاديين لم يلب توقعات الغالبية بعد ، فإن الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تمكن مطوري المنتجات من استخدام الإمكانات الكاملة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، وليس أقل من طرق الصب أو التصنيع التقليدية ، وفي بعض الحالات تجاوزها في السعر و سلسلة سرعة الإنتاج.

تتضمن الطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن تقنية تصنيع مضافة باستخدام مسحوق معدني. نحن نتعامل إما بالتلبيد المباشر للمعادن بالليزر ( DMLS ) أو بالذوبان الانتقائي بالليزر (SLM) ، والذي يسمى بشكل مختلف ، فقط بسبب حروب براءات الاختراع.



على النقيض من التقنية التقليدية لتصنيع الهياكل المعدنية القائمة على القطع والطحن والختم ، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن تخلق أجزاء في طبقات ، عن طريق دمج المواد تحت تأثير شعاع الليزر ، والذي يرسم حرفياً شكل كل طبقة حتى يصبح الكائن جاهزًا تمامًا.



إن الجمع بين أدوات التصميم الحديثة التي تعمل على تحسين النمذجة والتحليل لإنشاء التصميم الأمثل - على سبيل المثال ، تصنيع هياكل شبكية خفيفة الوزن محسنة وظيفياً ومناسبة للإنتاج باستخدام تقنية مضافة - لا يسمح فقط بتقليل وقت تصنيع الأجزاء ، ولكن أيضًا للحصول على منتجات أكثر متانة وخفة الوزن مقارنة بالأجزاء المصنوعة باستخدام طرق التصنيع التقليدية.

وهكذا ، في مجال أبحاث الفضاء ، يستخدم رواد صناعة SpaceX شركة Ilona Maska و NASA جميع إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن لتصنيع أجزاء من السفن الصاروخية ، مما يسمح لهم بخفض التكاليف بشكل كبير وفي نفس الوقت تحسين الخصائص التشغيلية. تستخدم SpaceX على نطاق واسع الأجزاء المعدنية لغرفة الاحتراق في محرك SpaceX SuperDraco.

تمكنت وكالة ناسا من تطوير مضخة توربينية لمحركها الصاروخي ، تحتوي على أجزاء أقل بنسبة 45 ٪ من المضخات المصنعة باستخدام تقنيات التصنيع التقليدية. يبدو أنه قريبًا يمكن "تجميع" محرك الصاروخ بالكامل على طابعة ثلاثية الأبعاد. إنها فقط مسألة وقت.

وبالتالي ، في بعض الصناعات ، يمكن المبالغة في نجاح الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ولكن لا يمكن إنكار مزاياها في مجالات أخرى.

العودة إلى الأرض. تعد صناعة الطيران واحدة من أسرع الصناعات نموًا باستخدام الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من الوزن الإجمالي للطائرة وفي نفس الوقت تزيد من كفاءة التجميع مع إمكانية تخصيص الهيكل. واليوم ، أنتجت عملاق الطائرات ، شركة بوينج ، أكثر من 20000 قطعة مصنعة باستخدام تقنية مضافة للطائرات المباعة بنجاح.

وبالمثل ، تستخدم إيرباص على نطاق واسع العديد من الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد على طائراتها. حتى أن الشركة شاركت تقنيتها الفريدة مع غيرهم من المتخصصين من غير إيرباص. يكتسب التصميم الحيوي للمنتجات القياسية زخمًا باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في ضوء التبسيط الكبير للتصميم وخصائص القوة المتساوية للعناصر الضرورية.

تمامًا كما تغير الأجزاء المعدنية المطبوعة على طابعة ثلاثية الأبعاد تمامًا الطريقة التي نتنقل بها عبر الهواء ، سواء في الفضاء أو على الأرض ، فإنها تقدم إنجازات بارزة في مجال الرعاية الصحية. إن الآفاق واعدة للغاية لدرجة أن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية وافقت على استخدام غرسات معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعاد للإجراءات الطبية. تظهر شركات في روسيا تصنع تركيبات صناعية فردية فريدة باستخدام أنظمة صهر
المعادن الانتقائية بالليزر .

من بين التطورات الحديثة في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في القطاع الطبي ، تم ذكر غرسة جمجمة تيتانيوم وقفص ضلع مطبوع على طابعة ثلاثية الأبعاد. تم إجراء زرع جمجمة وخلية ضلعية لمرضى السرطان باستخدام الصور الرقمية بعد عمليات إزالة الورم.

لقد ساعدتنا الطرق الطرحية لتصنيع الأجزاء المعدنية ، بما في ذلك الخراطة ، والخراطة ، والسحق ، في إنشاء المنتجات والتقنيات المدهشة في الـ 200 عام الماضية ، لكننا كنا بحاجة فقط إلى بضع سنوات لفهم مدى فعالية التكنولوجيا المضافة لتصنيع الأجزاء المعدنية.

إلى جانب الوظائف القوية للبرمجيات الحديثة - CAD والقدرة على إنشاء عناصر هندسية جديدة لم يكن من الممكن إنشاؤها بطريقة أخرى ، فإن الصناعات التي تستخدم المنتجات المعدنية المعقدة على نطاق واسع - خاصة صناعات الفضاء والطيران ، والرعاية الصحية - تشهد ثورة حقيقية في الإنتاج ، وذلك بفضل قدرات الطباعة ثلاثية الأبعاد.

تلبي الطباعة ثلاثية الأبعاد متطلبات هذه الصناعات في إنتاج الأجزاء المعدنية المعقدة المصنعة حسب الطلب وفي حجم صغير نسبيًا. مع ظهور الطابعات والمواد الجديدة ثلاثية الأبعاد هنا وهناك ، ليس من المستغرب أن يستمر الطلب على الطباعة ثلاثية الأبعاد من المعدن في النمو.

في حين أن مصانع الصهر الانتقائية بالليزر تظل باهظة الثمن وضخمة ، وتتطلب موظفين مؤهلين ومتطلبات خاصة لموقع التثبيت ، ويكافح عمالقة الصناعة لزيادة حجم مساحة البناء ، ذهب فريق مشروع بدء تشغيل Desktop Desktop بطريقة مختلفة. فكرتهم هي إنتاج طابعة يمكن الوصول إليها ليس فقط للشركات العملاقة ، ولكن أيضًا للشركات الهندسية الصغيرة.

اجتذبت الشركة الناشئة لإنشاء طابعة SLM بأسعار معقولة اليوم ما يقرب من 100 مليون دولار ، وكان من بين المستثمرين شركات معروفة مثل CBA و Kleiner Perkins Caufield Byers و Lux Capital و GE و Stratasys وغيرها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جيران Desktop Metal ناجحون ويكتسبون بالفعل زخمًا في بدء التشغيل: Formlabs و MarkForged و Voxel8 ، مما يعطي أملًا إضافيًا للمظهر الوشيك لطابعة DMLS ذات الميزانية المحدودة ، يليها أنظمة SLA و FDM منخفضة التكلفة .

هل تريد أخبارًا أكثر إثارة للاهتمام من عالم التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد؟

اشترك معنا في مواقع التواصل الاجتماعي. الشبكات:

Source: https://habr.com/ru/post/ar397195/