لقد صادف معظم الأشخاص بالفعل الطباعة ثلاثية الأبعاد بطريقة أو بأخرى ، ولكن لا تزال هناك أسطورة مفادها أن أي شيء يمكن طباعته على طابعة ثلاثية الأبعاد. لكن هذا أبعد ما يكون عن القضية. ونتيجة لذلك ، لا يمكن أن تجد الطباعة ثلاثية الأبعاد تطبيقًا واسعًا في سلاسل إنتاج الشركات الكبيرة. تتمثل المشكلة التكنولوجية الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام طريقة FDM في استخدام البوليمرات غير المعبأة (polylactite ، acrylonitrile butadiene Styrene) كمادة قابلة لإعادة التدوير ، مما يحد بشكل كبير من نطاق المنتجات التي يتم الحصول عليها باستخدام طباعة FDM.
ترجع هذه المشكلة إلى حد كبير إلى حقيقة أنه بالنسبة لمواد قضبان البوليمر (الخيوط) ، هناك متطلبات "صارمة" تمامًا للخصائص الفيزيائية الميكانيكية ، اللزوجة المنصهرة - قابلية المعالجة ، الخصائص الفيزيائية الحرارية ، الالتصاق على الأسطح المختلفة ، إلخ. وبالتالي ، فإن خيوط 3D -الطباعة منتج بوليمر متكامل. ومع ذلك ، فإن تصنيع النماذج الأولية ثلاثية الأبعاد القائمة على مثل هذه الشعيرات ذات الخصائص الوظيفية أمر صعب للغاية بسبب الحاجة إلى تحقيق معلمات عالية من حيث الخصائص الميكانيكية والحرارية والكهربائية وغيرها من المنتجات النهائية التي تم الحصول عليها عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد بطريقة FDM وفي الوقت نفسه مراقبة المتطلبات التكنولوجية للخيوط ، الذي يستخدم لصنع المنتج النهائي.
وبعبارة أخرى ، يعد الحصول على "خيوط" من مواد ممتلئة للغاية (موصلة للحرارة ، وقوة عالية ، ومقاومة كيميائيًا ، وما إلى ذلك) مهمة صعبة للغاية ، وفي بعض الحالات مستحيلة تمامًا. إذا تم استلام "الفتيل" ، فلا يمكن طباعته على طابعات ثلاثية الأبعاد عادية.
بشكل عام ، يرتبط استخدام المواد المركبة البوليمرية في طباعة FDM 3D بعدد من القيود والمشكلات:
- يعد تطوير تركيبات تركيبات البوليمر للطباعة وفقًا لطريقة FDM ، مع مراعاة خصوصيات صب المنتجات الوظيفية بالطريقة المضافة ، مهمة بحث معقدة تتطلب مراعاة خصائص كل من المنتجات التي تم الحصول عليها وخصائص المواد المستهلكة ؛
- هشاشة عالية وخيوط منخفضة الأداء من المركبات عالية التعبئة ؛
- التصاق منخفض للحشو في مصفوفة البوليمر تحت ظروف تحميل معينة ؛
- نقص القدرات التكنولوجية للطباعة باستخدام خيوط مقواة ؛
- مجموعة محدودة من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تعالج المواد البوليمرية الممتلئة والمعبأة للغاية المقدمة في شكل حبيبات.
الحل لهذه المشكلة هو رفض قضبان البوليمر واستخدام الحبيبات والمساحيق ، والتي تستخدم على نطاق واسع لتشكيل الحقن الصناعي ، كمستهلك للطباعة ثلاثية الأبعاد.
لهذه الأغراض ، تم تطوير طابعة ثلاثية الأبعاد فريدة من نوعها مع آلة بثق مكبس لولبي ، والتي تسمح لك بمعالجة المواد المركبة منخفضة التدفق البوليمر في النوافذ التكنولوجية التالية:
1. لزوجة الذوبان: 5 - 100 كيلو باسكال × ثانية.
2. درجات حرارة التشغيل: 25 - 450 درجة مئوية.
3. درجة حرارة الغرفة الحرارية: 120 درجة مئوية
3. حجم الطباعة 350 × 350 × 350 مم ؛
4. سرعة طباعة تصل إلى 30 سم 3 / دقيقة ؛
5. دقة تحديد المواقع من 0.05 ملم.
المواد القابلة لإعادة التدوير:
- اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية: ABS copolymer، LDPE، PP، PVA، PETF، PMMA، PSt، 1،2-SPB، SBS، اللدائن الحرارية المصنوعة من البولي أوليفين ، اللدائن الحرارية ؛
- اللدائن الهندسية عالية القوة: بولي فينيل كبريتيد ، بولي إيثركيتون ، بولي كربونات ، فلوروبلاستيك.
- بوليمرات قابلة للتحلل: عديد الأسيتات ، بولي هيدروكسي ألكانات.
كعوامل تقوية قصيرة ، للنماذج الأولية ثلاثية الأبعاد ، يمكن لمجموعة متنوعة من ألياف البوليمر والألياف غير العضوية أن تعمل:
- حيدة: الألياف الزجاجية والكربون والفيسكوز والبوليستر. ألياف البولي أميد والنحاس والنيكل والألمنيوم والفضة.
- ألياف هجينة: ألياف معدنية ، زجاجية معدنية وألياف بوليمرية.
- ألياف قابلة للتحلل: فيسكوز ، كولاجين ، هيدروجيل وألياف عديد السكاريد.
ستتيح التكنولوجيا المقدمة إمكانية إنشاء منتجات من مواد مركبة مع مجموعة واسعة من التطبيقات ، وليس فقط النماذج الأولية ، ولكن المنتجات الوظيفية النهائية بالفعل ، وهو أمر مهم في سياق الاتجاهات المتزايدة في إدخال المواد المركبة في الصناعة واسعة النطاق وتوقعات سوق التكنولوجيا المضافة.
مقارنة بالطابعات ثلاثية الأبعاد "ذات الفتيل" ، تتمتع هذه التقنية بعدد من المزايا:
- مجموعة واسعة من المواد القابلة لإعادة التدوير - هناك فرص لاستخدام تلك المواد التي كانت متاحة سابقًا فقط لمستخدمي تقنية التكلس بالليزر الانتقائي الباهظ الثمن (SLS) ، وكذلك غير مناسبة حتى الآن للطباعة ثلاثية الأبعاد من حيث المبدأ ؛
- 5-10 مرات تخفيض في تكاليف المواد ؛
- زيادة إنتاجية الطارد ، ونتيجة لذلك ، سرعة طباعة عالية ؛
- الحفاظ على الخصائص الأولية للمادة في المنتج النهائي ؛
- القدرة على تجربة ملء المواد مباشرة أثناء الطباعة ؛
- القدرة على اختبار المواد الجديدة مباشرة في شكل المنتج النهائي.
لا يتم عرض تطورات مماثلة في السوق الروسية. تظهر الشركات الناشئة ذات التطورات المماثلة فقط في السوق الغربية ، ولكنها أيضًا أقل جودة في الجودة والسعر والميزات.
طبع البيدق من Polyamide-6لماذا تستخدم مثل هذا الجهاز إذا كان بإمكانك صب أي مادة تحت الضغط على آلة صب الحقن؟ الإجابة بسيطة - الطابعة ثلاثية الأبعاد لا تتطلب معدات إضافية (أشكال الليثيوم ، إلخ) ، وسعر منتج واحد قابل للمقارنة فقط عند الطباعة من 300000 قطعة. وبعبارة أخرى ، فإن الإنتاج الصغير أرخص بنسبة 90٪ ولا توجد حاجة لتكاليف إضافية لإعادة التخزين ، فقط للمواد الاستهلاكية.
وبناء على ذلك ، فإن المستهلكين المحتملين هم ممثلون للصناعات واسعة النطاق في صناعات السيارات والطيران ، ومصنعي المنتجات المنزلية والتقنية ، بما في ذلك الإلكترونيات ومراكز البحث والتطوير والأدوية. أيضا ، يمكن للتكنولوجيا أن تجد تطبيقها للإنتاج على نطاق صغير مخصص في مفهوم الصناعة 4.0.