Tecnología de impresión 3D y su tendencia de desarrollo
En los últimos años, la aplicación de la tecnología de impresión 3D en el diseño de productos industriales, especialmente en el campo de la fabricación de modelos de productos digitales, se está convirtiendo en una tendencia y un tema candente. La madurez gradual y la aplicación de equipos de impresión 3D de escritorio han comenzado a promover el auge del mercado mundial de impresión 3D. Un informe de investigación de Global Industry Analysis Inc predice que el mercado global de impresión 3D alcanzará los 2990 millones de dólares en 2018.
I. Tecnología de impresión 3D e impresoras 3D
La tecnología de impresión 3D y la impresión 3D son dos conceptos completamente diferentes. La impresión 3D es separar la imagen en dos imágenes de rojo y azul en diferentes ángulos, y luego sobreimprimir las dos imágenes juntas de acuerdo con la distancia de paralaje especificada, y mirarlas con gafas especiales para formar un efecto visual 3D, o después de que las imágenes sean Tecnología de impresión especialmente procesada que imprime directamente en una placa lenticular especial para presentar un efecto visual 3D. La tecnología de impresión 3D se refiere al uso de tecnología de impresión de inyección de tinta tridimensional, a través de la combinación de procesamiento en capas y formación de superposición, para aumentar el material capa por capa para generar una entidad 3D, para lograr el mismo objeto real 3D que otro modelo 3D tecnologías de fabricación como el conformado por láser. tecnología de fabricación digital.
1. Impresora 3D basada en tecnología de impresión 3D
La impresora 3D basada en la tecnología de impresión 3D primero envía una cierta cantidad de materia prima en polvo desde el barril de almacenamiento, el rodillo empuja el polvo en una capa delgada en la plataforma de procesamiento y luego el cabezal de impresión rocía un adhesivo especial en el área para ser formado. En este momento, el polvo que se encuentra con el aglutinante se solidificará rápidamente y se unirá, mientras que el polvo que no se encuentre con el aglutinante permanecerá suelto. Después de rociar cada capa, la plataforma de procesamiento caerá automáticamente un poco y continuará circulando de acuerdo con los resultados del corte por computadora hasta que se complete el objeto real. Después de completar, simplemente barra la capa exterior suelta de polvo para obtener el objeto tridimensional deseado.
2. Impresora 3D basada en tecnología de fabricación por deposición fundida
El principio de funcionamiento de la impresora 3D basada en la tecnología de fabricación por deposición fundida es importar los datos físicos generados por CAD al software de control de la impresora 3D y luego procesarlos para generar la ruta de movimiento del material de soporte y la boquilla térmica. Luego, bajo el control de la computadora, la boquilla térmica se moverá en el plano de impresión de acuerdo con la información del perfil de la sección transversal del objeto. Al mismo tiempo, el material filamentoso termoplástico se enviará a la boquilla térmica mediante el mecanismo de suministro de filamentos, se calentará y se derretirá en un estado semilíquido en la boquilla y luego se extruirá. y pulverizar sobre la plataforma de trabajo correspondiente. Una vez que el material termoplástico rociado se enfría rápidamente, se forma en la plataforma una lámina de contorno con un espesor de aproximadamente 0,1 mm. formando una sección impresa en 3D. Este proceso de operación se cicla continuamente, y la altura de la mesa de transporte se reduce continuamente, y las capas de las secciones de impresión 3D del revestimiento forman una pila de múltiples capas, y finalmente se obtienen los objetos tridimensionales requeridos.
II. Requisitos de aplicación de la tecnología de impresión 3D
En la actualidad, la tecnología de impresión 3D admite una variedad de materiales y puede ser ampliamente utilizada en diferentes campos, como la joyería, el calzado, el diseño industrial, la arquitectura, el automóvil, la industria aeroespacial, la odontología, la medicina e incluso la alimentación. Los materiales utilizados son resina, nylon, yeso, ABS, policarbonato (PC) o ingredientes alimentarios, según las necesidades del objetivo de la aplicación. La tecnología de prototipado rápido de las impresoras 3D la hace única en el mercado y tiene un gran potencial en aplicaciones de producción. Las aplicaciones calientes se resumen a continuación.
1. Aplicación industrial
los"bicicleta de aire"es la primera bicicleta impresa del mundo producida por la Compañía Aeroespacial y de Defensa Aeronáutica Europea en Bristol, Reino Unido, utilizando impresoras 3D y tecnología de impresión 3D. La bicicleta utiliza nailon, que es tan resistente como el acero y el aluminio, y es un 65 % más ligera que el metal. Lo que es más interesante es que el"bicicleta de aire", ya sea la rueda, la cadena o el rodamiento, se imprime de una sola vez, sin el proceso de ensamblaje original de fabricar las piezas y luego ensamblar las piezas. Una vez completada la impresión, la bicicleta puede moverse libremente. El proceso de fabricación de una bicicleta es tan sencillo como imprimir líneas discontinuas en una impresión plana, una impresora 3D capaz de imprimir objetos espacialmente desconectados entre sí.
2. Aplicaciones médicas
En medicina, la combinación de polímeros de dos fotones y materiales biofuncionales se modifica en capilares mediante impresión 3D, que no solo tiene buena elasticidad y compatibilidad humana, sino que también se puede usar para reemplazar vasos sanguíneos necróticos, combinados con órganos artificiales, y reemplazar parcialmente fármacos Animales de experimentación en desarrollo. En la BiotechnicalFair de Alemania en octubre de 2011, los capilares artificiales impresos por impresoras 3D atrajeron la atención de los participantes. Estos capilares artificiales se han aplicado en medicina clínica.
3. Aplicación de la vida diaria.
"impresora 3D de alimentos"es un equipo de fabricación de alimentos desarrollado por la Universidad de Cornell en Nueva York. Esta"impresora 3D de alimentos"utiliza un principio de funcionamiento similar al de una impresora de computadora diaria. Los ingredientes e ingredientes se colocan en el recipiente (cartucho) de antemano. Simplemente ingrese la receta requerida, y la comida puede ser"impreso"a través del software CAD compatible."salga. Para muchos chefs, este nuevo utensilio de cocina significa que pueden crear nuevos platos, crear platos más personalizados y obtener un mayor valor añadido de los alimentos. Usando un"impresora 3D de alimentos"hacer alimentos puede reducir en gran medida el vínculo entre las materias primas y los productos terminados, evitando así efectos adversos como la contaminación y la conservación en el procesamiento, el transporte y el envasado de alimentos. Dado que los ingredientes e ingredientes para cocinar deben colocarse en el recipiente de la impresora, los ingredientes alimentarios deben estar en estado líquido o en otro estado que pueda ser"impreso".
4. Aplicaciones informáticas
Recientemente, un grupo de investigadores de Disney utilizó tecnología de impresión 3D para imprimir una pantalla LCD y una variedad de sensores en un plástico altamente transparente con el mismo efecto que el plexiglás a un bajo costo, logrando un nuevo avance en las aplicaciones de TI. Usando tubos de luz impresos en 3D, se pueden crear piezas de ajedrez de alta tecnología que detectan y muestran sus posiciones actuales.
Aunque esta pantalla monocromática es insignificante en comparación con las pantallas coloridas que se ven en la vida diaria, tiene las ventajas del bajo costo y el proceso de fabricación simple de la tecnología de impresión 3D. Además de la pantalla, se puede imprimir una variedad de sensores usando tecnología de impresión 3D. Estos sensores pueden detectar el tacto, la vibración y otros estímulos a través de la luz infrarroja y emitir los resultados. La tecnología de impresión 3D seguramente creará más aplicaciones de TI para la vida inteligente y la ciudad inteligente.
tercero La tendencia de desarrollo de la tecnología de impresión 3D.
En los últimos años, la tecnología de impresión 3D ha continuado desarrollándose, y la reducción sustancial en el costo la ha hecho ingresar al mercado principal desde el espacio de nicho de investigación y desarrollo. La aplicación de maquetas, regalos, souvenirs e incluso artesanías realizadas mediante impresión 3D ha atraído mucho la atención social y la inversión. El desarrollo se ha acelerado y el mercado ha comenzado a dar un doble salto en cantidad y calidad. Se prevé que los productos terminados impresos en 3D representen el 50 % de la producción total de productos en 2020.
En diciembre de 2012, el Viceministro Su Bo del Ministerio de Industria y Tecnologías de la Información declaró públicamente que promovería la industrialización de la impresión 3D, formularía una hoja de ruta y estrategias de desarrollo a mediano y largo plazo, y aumentaría la orientación de las políticas fiscales y tributarias. De acuerdo con la"Noticias de valores de Shanghai"informe, se está investigando y formulando el plan estratégico actual relacionado con la impresión 3D, y se espera que se anuncie después de las dos sesiones. Al mismo tiempo, el gobierno local ha tomado la iniciativa. El primer parque industrial de impresión 3D de mi país se ubicará en la zona de alta tecnología de Wuhan East Lake. En la actualidad, la Comisión de Reforma y Desarrollo Municipal de Wuhan y otros departamentos están realizando una investigación exhaustiva de la industria de la impresión 3D y planean preparar un plan y brindar apoyo y cultivo. Dongguan también ha incluido el desarrollo de la impresión 3D en el informe de trabajo del gobierno local de este año. Shi Yusheng, director del Centro de Fabricación Rápida de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, la primera investigación y desarrollo de tecnología de impresión 3D en China,"imprimir"botón. . Ahora, algunas empresas de fundición han comenzado a desarrollar impresoras 3D de sinterización selectiva por láser y sus aplicaciones, tratando de reducir el tiempo de entrega de fundiciones complejas de 3 meses a 10 días. El fabricante del motor ha acortado el ciclo de desarrollo del núcleo de arena para la culata de un gran motor diésel de seis cilindros de los últimos cinco meses a una semana mediante la tecnología de impresión 3D. Shi Yusheng dijo:"La mayor ventaja de la tecnología de impresión 3D es que puede expandir la imaginación de los diseñadores. Siempre que las cosas se puedan diseñar en gráficos tridimensionales en la computadora, ya sea ropa con diferentes formas, artesanías exquisitas o automóviles personalizados, siempre que después de resolver el problema material, se pueda lograr la impresión 3D ".
Con el avance continuo de la tecnología de impresión 3D, la mejora de nuevos materiales, la mejora continua de la velocidad y el tamaño de la impresión 3D, la optimización continua de su tecnología, la expansión continua de los campos de aplicación, especialmente el potencial en el campo de las artes gráficas. , el modelo conceptual tridimensional Para transmitir mejor la idea o solución del creador, una imagen puede ser mejor que una descripción de cientos o incluso miles de palabras. Los profesionales creen firmemente que la impresión 3D personalizada o personalizada puede poner un modelo 3D imaginario frente a sus ojos al instante, puede mejorar rápidamente los productos, la tasa de crecimiento superará la imaginación y cambiará el futuro de varias aplicaciones en la sociedad.
La tecnología de impresión 3D eliminará las líneas de producción tradicionales, acortará el ciclo de producción, reducirá en gran medida el desperdicio de producción y reducirá la cantidad de materias primas requeridas a una fracción del original. La impresión 3D no solo ahorrará costos y mejorará la precisión de la producción, sino que también compensará las deficiencias de la fabricación tradicional y crecerá rápidamente en el mercado civil, abriendo así una nueva era de fabricación y brindando nuevas oportunidades y esperanzas a la industria de la impresión. .
