الطباعة ثلاثية الأبعاد في 2018: الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في الصناعة


صور دراجة مطبوعة BigRep

في هذه المادة ، حاولنا جمع الأخبار الأكثر لفتًا للطباعة ثلاثية الأبعاد في عام 2018: تقنيات غريبة وأشياء غير عادية وحالات مذهلة لاستخدام التكنولوجيا. وعلى الرغم من أن العام لم ينته بعد ، فقد جلب بالفعل الكثير من الأخبار. إذا نسينا شيئًا مهمًا - اكتب إضافاتك في التعليقات.

1. الأجهزة وتقنيات الطباعة الجديدة


في بعض الأحيان يبدو أن المهندسين يحاولون دفع كل شيء إلى طابعة ثلاثية الأبعاد - مثل المخترع البارع للمطاط ، تشارلز جوديير ، الذي أضاف الملح والفلفل والزيت وحتى الحساء إلى المطاط. بعض هذه التقنيات في المستقبل "ستطلق النار" بلا شك وتصبح جزءًا من الابتكار.

طور علماء من مختبر بيركلي طريقة للطباعة الحجمية باستخدام الماء ، والتي توضع في زيت السيليكون. تشكل الخيوط المائية التي يبلغ قطرها 10 ميكرومتر إلى 1 مم هياكل مختلفة في وسط الزيت بفضل طابعة إبرة رفيعة. ولكي يكون الشكل مستقرًا ، يتم طلاء السائل بمادة صابونية خاصة. تمكن العلماء بالفعل من التأكد من تخزين الأشياء المطبوعة لعدة أشهر. يمكن استخدام تقنية "الطباعة المائية" في المستقبل في التركيب الكيميائي وإنشاء مواد للإلكترونيات السائلة (في الأجهزة المرنة).



تقوم ACEO ، وهي شركة تابعة لشركة Wacker الكيميائية ، باستكشاف خيارات طباعة السيليكون منذ عام 2016. إنها مادة متوافقة حيوياً وآمنة للطعام ومرونة عالية ونطاقها واسع. في عام 2018 ، أتقنت الشركة تقنية الطباعة لـ 100٪ من فلوروسيليكون: قبل ذلك ، تم استخدام الحشوات والمحفزات لإنشاء المنتجات. تم عرض الجدة بالفعل في معرض صناعي في ليون (فرنسا).

قام فريق من المهندسين والباحثين الطبيين من جامعة مينيسوتا بتطوير غرسات مطبوعة ثلاثية الأبعاد للمرضى الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي. ويرافق التمزق الكامل للحبل الشوكي فقدان الوظائف الحركية والحسية أسفل موقع الإصابة. تتكون الغرسة التي تم إنشاؤها من قاعدة سيليكون ، والتي تلعب دور البنية الداعمة ، والخلايا الجذعية ، مما يوفر اتصال مناطق الدماغ التالفة. لتطبيق الخلايا على القاعدة ، كان عليّ تطوير طابعة ثلاثية الأبعاد متخصصة. سيساعد التطوير المرضى جزئيًا على استعادة الوظائف المفقودة ، على سبيل المثال ، التحكم في المثانة وحركات الساق اللاإرادية.

واحدة من مشكلات التقنيات المضافة الحديثة هي محدودية مجال الطباعة. من أجل طباعة منزل ، تحتاج بالفعل إلى طابعة بحجم منزل ونصف. يتم حل المشكلة بطرق مختلفة. غالبًا ما تتم طباعة الأشياء في أجزاء ، ثم يتم تجميعها. لكن الشركة الصينية DediBot اقترحت حلها: طائرة بدون طيار يمكنها العمل في أي منطقة. الجهاز ، المسمى الفيل الطائر ، مجهز ببثق للطباعة ثلاثية الأبعاد وستة دوارات ، ويتم تغذية الهاون من خلال أنبوب. يدعي المطورون أن دقة الطباعة عالية جدًا: حتى 0.1 ملم. ولكن من القيود الهامة للطائرات بدون طيار المطبوعة سعة البطارية ، والتي تستمر لعدة ساعات.



2. المزيد من المباني المطبوعة 3D


2018 أعطى العالم العديد من الأشياء المعمارية التي تم إنشاؤها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. بعضهم فخورون بلقب "الأكثر" ؛ في حالات أخرى ، استخدم البناة الأشكال والحلول الجديدة أولاً.

في ناشفيل (الولايات المتحدة الأمريكية) ، ظهر أكبر جناح في العالم ، تم إنشاؤه باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. قام فرع التكنولوجيا وشريكه ، شركة Core Studio الهندسية ، بتشييده من أربعين قطعة مطبوعة ثلاثية الأبعاد. بالنسبة للبناء ، تم استخدام تقنية C-Fab: تتم الطباعة بواسطة مجرب بمساحة عمل تصل إلى 248 متر مربع. يزن البناء حوالي 1450 كجم ، ويصل ارتفاعه إلى 6 أمتار وعرضه حوالي 13 مترًا. قاعدة الطباعة مصنوعة من ألياف الكربون ومطلية بطلاء معدني. تم عرض الجناح لأول مرة في ندوة "الرابطة الدولية للهياكل الهيكلية والمكانية". الآن يقع على أراضي مجمع الأعمال OneC1TY ، في ساحة الفناء.


جناح فرع التكنولوجيا

ظهر جناح آخر مثير للإعجاب في ميلان ، أقامه مختبر كلية الهندسة المعمارية بجامعة ميلانو التقنية ( ACTLAB ) بالتعاون مع مزرعة الطباعة ثلاثية الأبعاد WASP . لجعل الجناح خفيفًا ومتينًا قدر الإمكان ، استلهم المصممون بنية بنية العظم التربيقي أو الإسفنجي: في جسم الإنسان ، هذه هي نهايات العظام الطويلة ، على سبيل المثال ، المعصم والساق. بالنظر إلى الأطلس التشريحي ، يبدو أن الترابيق (لوحات تشكل الهيكل الإسفنجي) غير منتظمة ، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. يتبعون خط الحمل لتوفير أقصى قوة. وقد اتبعت هذه المبادئ مهندسو ACTLAB. لبناء الجناح ، كانت هناك حاجة لأربع طابعات لطباعة 352 تفاصيل ؛ استغرقت الصحافة 181 يومًا. كمادة مستخدمة البوليمر الحيوي.


جناح في ميلانو

في الصين ، لم تتم طباعة جناح واحد ، ولكن مجموعة كاملة من الأشياء: يمثل مشروع Cloud Village فكرة جديدة في تنظيم الريف الصيني. هذا مجمع من عدة غرف مفتوحة ونصف مفتوحة مجتمعة تحت سقف واحد. وفقا للمهندس فيليب ف.يوان ، يعكس الكائن بشكل رمزي هيكل المجتمع الريفي التقليدي في الصين ، حيث تم محو الحدود بين الشخصية والجمهور. والبلاستيك المعاد تدويره الذي يصنع منه يذكرنا بالقضايا البيئية. تم عرض الهيكل في بينالي البندقية: تم طباعته في أجزاء في مصنع الطباعة ثلاثية الأبعاد في شنغهاي ، وبعد ذلك تم نقل 50 جزءًا إلى البندقية وتجميعها في هيكل واحد.



"قرية الغيمة" في بينالي البندقية

3. السوابق والفضول


في الولايات المتحدة ، انتهت دعوى قضائية ، شاهدها الآلاف من الناس: المصمم الهاوي كودي ويلسون فاز بالقضية ضد وزارة الخارجية. في عام 2013 ، نشر ويلسون رسومات لمسدس واحد أطلق عليه The Liberator (Liberator) ، لكن مسؤولي إنفاذ القانون طالبوا بإزالتها وتقييدها على الشبكة: كانت السلطات قلقة من عدم الكشف عن الأسلحة البلاستيكية بواسطة أجهزة الكشف عن المعادن في المطارات. دعوى قضائية ضد كودي ويلسون ، مؤكدا أن القرار يتعارض مع الحق الدستوري في التدفق الحر للمعلومات. في يوليو ، اعترفت المحكمة المدعي ورفع الحظر ، ولكن بعض الموارد (مثل Facebook) تستمر في حظر رسومات The Liberator بمبادرة منها.


كودي ويلسون مع مسدس المحرر

في الصين (مقاطعة ينتشوان) أطلقت أكبر مصنع للطباعة ثلاثية الأبعاد في العالم. الطاقة المقدرة - عدة آلاف من المنتجات في السنة. والشركة مملوكة لشركة Kocel Group Limited. لا تزال التقنيات المضافة أكثر تكلفة من التقنيات التقليدية (الصب ، البثق ، الختم) ، ولكن لإنتاج قطع فريدة أو صغيرة النطاق تكون أكثر ربحية ، لأنه لا توجد حاجة لإنتاج طوابع وأشكال باهظة الثمن.

في أستراليا ، بدأت أكبر طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم ، التي طورتها Titomic ، عملها . يبلغ حجم منطقة الطباعة 900 × 300 × 1500 سم ، وتستخدم الطابعة تقنية "الرش البارد" المبتكرة للطباعة ثلاثية الأبعاد: تمتلئ الخرطوشة بمسحوق معدني ، يتم إخراجها بواسطة تيار من الغازات الساخنة على الركيزة وتشكل المنتج المطلوب.

كما قدمت شركة BigRep الألمانية للجمهور طابعة كبيرة الحجم: BigRep ONE. لإثبات عمله ، أطلقوا مفهومًا - إطارات الدراجات الهوائية ذات هيكل يشبه قرص العسل المصنوع من البولي يوريثين بالحرارة. إنهم يقومون بعمل ممتاز للتخفيف ولا يخافون من الثقوب.

في لندن ، تم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنقاذ إرث اليونسكو: اقترب ترميم المعبد الكبير في حديقة حدائق كيو النباتية من الاكتمال. هذا هو أول مبنى على الطراز الصيني في أوروبا ، تم بناؤه في القرن الثامن عشر تحت حكم الملكة أوغسطس. في سياق أعمال الترميم ، كان يجب إعادة 72 شخصية من التنانين التي اختفت من هناك قبل 230 عامًا إلى أسطح الطبقات. وفقا للأسطورة ، باع الملك جورج السادس تماثيل ثمينة لتغطية ديون البطاقات. لكن المؤرخين يعتقدون أن التنانين كانت خشبية ومتعفنة ببساطة. تم قطع النموذج الأولي للزخرفة من الخشب ، ثم تم مسحه ضوئيًا بأبعاد ثلاثية. بالفعل في النسخة الرقمية ، تمت إضافة التفاصيل ، وبعد ذلك تمت طباعة جميع التنانين بالحجم الصحيح من بوليمر خفيف ومتين. كما لاحظ المرممون ، فإن التنانين الجديدة أخف من تلك الأصلية ، لذا فإن الضغط على المعبد القديم أقل بكثير.



في الصين ، ابتكر العلماء أذنًا لطفل يعاني من تشوه خلقي في إحدى الأذنين عن طريق مسح واحدة سليمة. وفقًا لهذا النموذج ، تم إنشاء هيكل عظمي قابل للتحلل الحيوي باستخدام طابعة ، ثم نما فيها أذين من خلايا الغضروف "في المختبر". تم زرعها بنجاح لمريضة صغيرة.

في الولايات المتحدة ، نجحوا أيضًا في إجراء عملية لاستعادة الجزء المفقود من الجسم ، ولكن ليس لشخص ، ولكن لحيوان. التمساح السيد ستابس ، الذي تم إنقاذه من المهربين ونقل إلى حديقة فينيكس هيربتولوجي سوس ، فقد ذيله في ظل ظروف غير واضحة. بالنسبة للتماسيح ، الذيل مهم للغاية ، فهو يساعد على السباحة بسرعة وتغيير الاتجاه. لذلك ، قام أمناء الحديقة ، إلى جانب Stax3D ، بطباعة قالب على الطابعة وإلقاء العديد من ذيول السيد Stubbs من السيليكون. وفقا لهم ، وبفضل الطرف الاصطناعي ، أصبح أكثر نشاطًا ، وتحسنت حالته العامة بشكل ملحوظ.


السيد ستابس بذيل جديد

لكل من يهتم بأخبار الطباعة ثلاثية الأبعاد ، يدعوك Smile-Expo لحضور معرض 3D Print Expo في 12-13 أكتوبر (موسكو ، سوكولنيكي) . قمنا بتغيير شكل الحدث ، مع التركيز على الجزء العملي. لن يكون هناك مؤتمر هذه المرة ، لكننا سنوسع المعرض قدر الإمكان ونضيف قاعة محاضرات مجانية لجميع الزوار. سننظم أيضًا منطقة ورشة عمل حيث يمكنك ممارسة النمذجة والطباعة والرسم باستخدام أقلام ثلاثية الأبعاد.

Source: https://habr.com/ru/post/ar421155/


All Articles