المجموعات

طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة تطبع 100 مرة أسرع من الطابعات القياسية

طابعة ثلاثية الأبعاد جديدة تطبع 100 مرة أسرع من الطابعات القياسية

منذ طرحها ، حققت الطباعة ثلاثية الأبعاد وعدًا بتصنيع صغير الحجم يتسم بالكفاءة بشكل لا يصدق وفي الوقت المناسب ، ولكن تم إعاقته عن الاستخدام على نطاق واسع بسبب سرعته البطيئة.

ومع ذلك ، فإن تقنية جديدة تم تطويرها في جامعة ميشيغان تعد بطباعة تصميمات معقدة أسرع 100 مرة من الطابعات الحالية ، مما قد يفتح الباب لاستخدام أكثر انتشارًا.

كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد

الطريقة التي تعمل بها الطابعات ثلاثية الأبعاد هي قراءة ملف لنموذج ثلاثي الأبعاد وإعادة بناء النموذج عن طريق وضع الراتنج في خطوط صغيرة ، موضوعة في طبقات ، واحدة فوق الأخرى ، حتى يتم إنشاء النموذج.

ومع ذلك ، فكلما كان النموذج أكبر ، كلما استهلكت هذه العملية وقتًا أطول ، وتزايدت أضعافًا مضاعفة كلما أصبح النموذج أوسع وأطول.

علاوة على ذلك ، إذا كنت بحاجة إلى إنتاج العديد من النسخ من النموذج ثلاثي الأبعاد ، كما هو الحال بالنسبة للتصنيع على نطاق صغير ، فستحتاج إلى المزيد من الآلات ، غالبًا المئات ، لطباعة نفس العنصر.

هذا أفضل قليلاً من عمليات التصنيع التقليدية ، وبالتالي لم يكن لدى الصناعة حافز كبير لاعتماد الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع.

التغلب على حاجز الوقت

ليس الأمر كما لو أن الحافز للطباعة ثلاثية الأبعاد في التصنيع غير موجود. بالنسبة لوظائف التصنيع التي تتطلب أقل من 10000 نسخة من عنصر ما ، ستكون الطباعة ثلاثية الأبعاد بمثابة تحسن كبير في إنشاء قوالب خاصة يمكن أن تكلف ما يصل إلى 10000 دولار.

مع احتياج الشركات المصنعة إلى طرح المنتجات في غضون أسبوع أو أسبوعين ، لا يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تلبية هذه الطلبات دون أن تصبح غير فعالة من حيث التكلفة.

وفقًا لتيموثي سكوت ، أستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة ميتشيغان ، "باستخدام الأساليب التقليدية ، لا يمكن تحقيق ذلك حقًا ما لم يكن لديك مئات الآلات".

سكوت ، مع مارك بيرنز ، تي سي. طور أستاذ الهندسة بجامعة ميتشيغان ، تشانج ، تقنية جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد تسعى للتغلب على هذا الحاجز الزمني. لقد أنتج نهجهم نتائج مذهلة ، مما أدى إلى زيادة سرعة الإنتاج بمقدار 100 مرة من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد القياسية.

إنشاء حل لطباعة ضريبة القيمة المضافة لتحدي الوقت

حاول بيرنز وسكوت شيئًا مختلفًا تمامًا عن تقنيات الطباعة التقليدية لتحقيق نتائجهما. بدلاً من وضع خط من الراتنج للمنتج النهائي في وقت واحد ، استخدموا زوجًا من الليزر لترسيخ الراتينج السائل في وعاء إلى الشكل المحدد في ملف النموذج ثلاثي الأبعاد.

يمكن لأشعة الليزر التحكم في مكان بقاء الراتينج سائلاً وأين يتجمد ، مما يسمح لهم بصنع أشكال متطورة ، بما في ذلك قارب لعبة ، وكتلة بحرف M محفور عليها ، وشبكة شعرية.

لم يكن الحصول على الليزر لطباعة ما هو مطلوب بالضبط مهمة سهلة. أسفرت المحاولات السابقة عن تصلب الراتنج المبكر في نافذة الحوض ، حيث اتصل الليزر أولاً بالراتنج.

الحصول على تحكم دقيق مع المزيد من الليزر

استخدمت المحاولات السابقة ليزرًا واحدًا فقط ، لذلك حاول بيرنز وسكوت إضافة ليزر آخر ، باستخدام طول موجي مختلف للتحكم في معدل تدفق الراتنج وتمكنا من تحقيق تحكم ثلاثي الأبعاد في تصلب الراتينج بالقرب من نافذة الحوض ، في حين كانت طرق طباعة حوض القيمة السابقة يقتصر على طائرة ثنائية الأبعاد.

قال بيرنز: "إنها واحدة من أوائل الطابعات ثلاثية الأبعاد الحقيقية على الإطلاق".

تم إيداع براءات الاختراع لمختلف التقنيات المستخدمة في هذه العملية ويخطط سكوت لمشروع تجاري بناءً على عملهم.


شاهد الفيديو: 3D Printer CNC Makes 3D Illusion Pattern (ديسمبر 2021).