Изменяемый 3D полимер

3D, полимер, изменяемый, 3D печать

3D привет, друзья!

Инженеры-химики из Массачусетского технологического института разработали метод, который позволяет получить новые типы полимеров, которые меняют химический состав и механические свойства по отношению к исходному материалу после того как объект из полимера был напечатан.

Главной особенностью выступает новый вид полимера, который адаптируется и может быть использован в 3D печати. Вот что сказал профессор химии Массачусетского института: “Новая методика предполагает создание материала со свето-активными связями, так что человек может изменять материал добавлением новых полимеров в уже имеющиеся. Новые полимеры встраиваются в материал, это позволяет нам думать об использовании «живой» полимеризации в контексте 3D печати.»

Новое свойство позволит одним объектам превращаться в другие, причем неоднократно. Это свойство может быть использовано чтобы «излечить» поврежденный материал или преобразовать существующий материал в совершенно новый в тех или иных местах, а так же использовать там, где 3D принтер не доступен.

Исследователи нашли вдохновение для своей работы в общей методике 3D полиграфии известной как стереолитография. Этот метод использует подачу света на жидкий раствор мономеров для их затвердевания.

Несколько лет назад команда Джонсона сосредоточилась на создании адаптивных 3D печатных структур, воспользовавшись методикой, называемой «живой полимеризацией», при которой в материале может быть запущен рост, затем повторно запущен позже. В своей работе инженеры из Массачусетса доказали, что можно использовать полимеризацию с помощью ультрафиолетового света, чтобы добавить новые структуры ранее напечатанным 3D объектам. Но тогда их подход был слишком разрушительным для материала и трудно поддавался управлению.

В своем последнем (правильнее сказать крайнем) исследовании «живой полимеризации» Джонсон и его команда получили новые полимеры, которые так же реагировали на свет но немного по-другому. Полимеры содержат в своем составе химические группы TTC, которые могут быть активизированы с помощью органических катализаторов, которые активизируются под действием света.

Когда синий свет от светодиода попадает на катализатор, мономеры растягиваются. Поскольку эти мономеры включены равномерно по всей структуре материала, они дают ему новые свойства.

Результаты работы исследователей могут раздвинуть пределы использования 3D печати. Метод может быть использован для того, чтобы вносить изменения в изделие без необходимости повторной печати, а так же для устранения зазоров изношенных деталей, быстрого и простого ремонта.

Исследователи будут продолжать свою работу для того, чтобы попытаться сделать процесс быстрее, а так же использовать свет более длинной длины волны, чтобы увеличить глубину проникновения. Еще команда будет тестировать альтернативные катализаторы, чтобы попытаться сделать систему менее чувствительной к кислороду.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

3D печать оснастки для металлообработки

3D печать, оснастки, для металлообработки, приспособлений

3D печать, оснастки, для металлообработки, приспособлений

3D привет, друзья!

В металлообрабатывающей промышленности 3D печать пока не занимает ощутимых позиций, конструкторы по привычке используют механическую обработку и сборочные операции для изготовления приспособлений и оснастки, такой как кондукторы, фрезерные, шлифовальные, сварочные и установочные приспособления.

Приспособления и оснастка в машиностроении это приборы, предназначенные для изготовления и сборки основной продукции — крупно- и средне-серийных деталей (звездочек, тормозных дисков, коленчатых валов, шестеренок, шкивов и т. д.)., которые и используют для сборки изделий широкого потребления. Проблема в том, большая часть оснастки, необходимая для механической обработки, нигде не продается, ни в магазинах ни в интернете. Она разрабатывается конструкторами и технологами индивидуально под конкретную детали и для выполнения одной или нескольких операций в соответствии с технологическим процессом на деталь. Перед подготовкой производства к изготовлению каждой детали нужен индивидуальный подход и чем тщательнее конструктор работает над проектированием оснастки тем качественнее и продуманнее в итоге получиться кондуктор, подставка или токарная оправка, тем удобнее она будет в эксплуатации в цеху и тем быстрее можно будет закреплять и раскреплять на ней детали. Так же всегда имеет смысл в проработке возможности изготовления многопозиционных приспособлений — для обработки сразу нескольких деталей с одной установки. Это всегда желательно, но в зависимости от конфигурации обрабатываемой детали не всегда конструктивно выполнимо.

А между прочим в некоторых случаях было бы проще и дешевле изготовить сложный корпус приспособления для закрепления детали и выполнения мех.обработки на 3D принтере, без лишних элементов в виде болтов, штифтов исключив или упростив процесс сборки готового приспособления.

Конечно, пластиковая оснастка не обладает такой же прочностью, как металлическая но и она способна в некоторых случаях на многое. А если учесть, что многие приспособления поржаветь и выйти из строя до тех пор как наступит из физический износ то пластиковая оснастка которая не поддается коррозии становиться не такой уж и бессмысленной идеей. К тому же сейчас появились 3D принтеры, печатающие металлом. На таком принтере можно быстро и не дорого получить приспособление сложной конфигурации на изготовление которого потребовалось бы много материала и человеческого времени, а это может привести к экономии средств и повышению производительности труда на предприятии.

При наличии 3D принтера, печатающего металлом уменьшиться количество деталей с подлежащих механической обработке, из-за этого отпадет нужда содержать постоянно целую команду станочников в инструментальном цеху. Инженерам конструкторам для изготовления оснастки можно будет самим изготавливать оснастку распечатывая ее вместо того как раньше они распечатывали чертежи на бумажных принтерах.

В целом можно сделать вывод что 3D печать оснастки и приспособлений может занять определенную и существенную нишу в процессе получения изделий на производстве, хотя отказываться от классической схемы конструктор-инструментальный цех-основное производство еще рано.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Биопечать — для 3D печати человеческой кожи

3d печать, биопечать, кожи человека

3D привет, друзья!

Ученые из университета имени Карлоса III в Мадриде Центра Энергенических, экологических и технологических исследований (ЦЭЭТИ) в сотрудничестве с фирмой BioDan представили общественности прототип 3d принтера, который может создавать полностью функциональную человеческую кожу.

Биопечатная кожа подходит для пересадки пациентам или для использования в научных исследованиях, тестировании косметической, химической и фармацевтической продукции.

Эти исследования были недавно опубликованы в электронной версии научного журнала «Biofabrication». В статье указано, как команда исследователей продемонстрировала, что с помощью новой технологии 3D печати возможно изготовление полностью функциональной человеческой кожи. Один из авторов, Хосе Луис Хоркано из отдела биоинженерии и авиационно-космической техники сказал, что эта кожа может быть трансплантирована пациентам и может быть использована для научных экспериментов вместо настоящей кожи.

Кожа является первым органом, созданным с помощью биопечати, который повторяет естественную структуру настоящей кожи, при этом первый внешний слой — эпидермис, с роговым покрытием, который действует как защита от внешней среды. Второй слой — дермы, собственно кожи, состоящей из тонких эластичных пучков соединительной ткани и третьего слоя — гиподермы, подкожного слоя, содержащего жир и густую сеть лимфатических сосудов, нервов и фибропластов, производящих коллаген (не путать с калгоном:))) белок, который дает эластичность и механическую прочность коже.

Био-чернила являются ключом к 3d биопечати, говорят эксперты. При создании кожи вместо картриджей и цветных чернил используют шприцы с биологическими компонентами. По словам одного из разработчиков, Хуано Франциско, зная, как смешивать биологические компоненты и создав условия, при которых живые клетки не портятся, можно создавать полностью функциональный аналог человеческой кожи. Технология изготовления кожи с помощью биопечати запатентована ЦЭЭТИ и имеет лицензию группы компаний BioDan.

Процесс биопечати кожи может производится двумя способами: способом изготовления алогенной кожи — при котором из относительно больших лоскутов частей кожи донора формируют послойно кожу, способ используется для исследований и опытов, а так же способом создания аутологичной кожи для терапевтического применения, например лечения тяжелых ожегов.

Как сказал разработчик «Мы используем только клетки кожи человека с тем, чтобы они могли регенерироваться собственным человеческим коллагеном, тем самым избегая использования животного коллагена, что встречается при использовании других методов. И это не конец истории, т. к. мы разрабатываем способы печати кроме кожи и другие ткани человека»

Есть несколько преимуществ этой новой технологии. Биопечать кожи позволяет получить кожу в автоматическом режиме, а сам процесс является менее дорогостоящим, чем ручное производство. На данный момент эта разработка находится в стадии одобрения европейскими регулирующими органами, чтобы гарантировать, что кожа, которая производится, удовлетворяет требованиям для трансплантации для больных с ожегами и другими проблемами кожи.

Так же биопечатная кожа подойдет для компаний фармацевтической индустрии, которые производят этичную продукцию и не хотят проводить тестирование образцов на животных.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Как 3D печать поможет сделать звуковой «притягивающий луч»

притягивающий луч, 3D печать, левитация предметов

3D привет, всем!

Сегодня вспомним детство, комиксы и пушку притягивающую предметы, потому что ученые таки изобрели такое устройство.

В прошлом году Асьер Марсо, докториант Государственного Университета Наварра (Испания) разработал односторонний акустический «притягивающий луч» а точнее установку для удерживания и притягивания предметов.

Прибор, способный удерживать и притягивать предметы использует для этого направленные звуковые волны ультразвукового диапазона. Сейчас научные сотрудники Университета Бристоля (Великобритания) под руководством Марсо адаптировали технологию, чтоб можно было изготовить корпусные детали устройства на 3D принтере.

Группа выложила на видео хостинг Ютуб подробную пошаговую инструкцию как сделать устройство своими руками.

Звуковая левитация не нова и идея по использованию звуковых волн для удерживания небольших предметов уже реализовывалась ранее. С помощью звука ученым удавалось удерживать в воздухе частицы песка и воды.

Находка для Коперфильда

Может показаться, что левитация предметов это из разряда фокусов и трюков, но здесь действуют принципы классической физики. И в отличие от фокусов с использованием оптических иллюзий звуковые волны действительно могут приводить к левитации предметов. Прибор «ручной тяговый луч» способен удерживать в воздухе бусинку диаметром несколько миллиметров или даже небольшое насекомое!!!

Самое главное заключается в том, что приспособление может притягивать предметы по направлению к себе, что раньше являлось для ученых трудновыполнимой задачей. Сначала инженеры создали приспособление притягивающий луч со сложной дорогостоящей электроникой, но затем оказалось возможным заменить ее на доступные аналоги, а корпус прибора выполнить с помощью 3D печати на принтере для максимального упрощения повторяемости.

Манипулируя звуковыми волнами можно привести к тому, что они будут сталкиваться, создавая среду, которая будет улавливать и задерживать небольшие предметы перед фокусом волн.

Сейчас исследователи работают над упрощением своего устройства, чтоб оно максимально легко могло быть построено на дому простым любителем и стоило недорого. Разработчик отметил, что адаптировать изготовление приспособления притягивающего луча под 3D принтер было непростой задачей, т. к. современные серийные 3D принтеры не отличаются большой точностью и имеют много ограничений.

В приспособлении были задействованы легкодоступные компоненты с открытым исходным кодом, такие как ардуино. Все компоненты, такие как ардуино и драйверы двигателя можно приобрести в интернете примерно за 70$.

Приспособление «притягивающий луч» может серьезно впечатлить гостей, а так же сама технология имеет много потенциальных применений и может даже стать новым инструментом для изучения низко-гравитационных эффектов на биологические образцы. Этот тип «микро-гравитации» уже заинтересовал биологов. Например, что произойдет, если левитации поддать эмбрион, как он будет развиваться? Или что произойдет, если левитировать бактерии, ведь микроорганизмы по-разному реагируют на невесомость.

У разработчиков на данный момент существует три конструкции устройства, каждый подходит для различных по размеру объектов, с отличием в использованной длине волны звука. Размеры предметов, которые можно удерживать в воздухе не могут превышать пока определенного размера. Захват предметов размером более половины длинны волны по-прежнему представляет собой проблему. Частота используемых звуковых волн составляет немного более, чем люди могут услышать, то есть более 20 тыс. Гц.

А что или кого вы бы притянули, если бы у вас был собственный мощный притягивающий луч из фантастического фильма?

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

3D печать магнитов

3d печать, печать магнитов

3D привет, друзья!

Только недавно мы рассматривали применение неодимовых магнитов и вот на днях вышла новость о том, что американские ученые из университета Оук Ридж сумели напечатать на 3d принтере магниты, причем магниты не какие попало, а мощные, неодимовые.

Сегодня магниты становятся важными компонентами для разнообразной электроники и техники. Автомобиль может содержать до сотни из них: в двигателе, в мелких электрических двигателях стеклоочистетелей и стеклоподъемников, на зеркалах и т. д. Магниты так же используются в персональных электронных устройствах, в ветровых генераторах и других альтернативных источниках энергии, в медицинском оборудовании, в компьютерной технике (в жестких дисках).

Неодимовые мощные магниты содержат редкоземельные металлы, в частности неодим и диспрозий — которые являются дорогостоящими, т. к. добываются они не по всей планете, а ограниченных местах. Главным поставщиком редкоземельных металлов для магнитов является Китай, Казахстан, Австралия, Бразилия и Индия.

По традиционной технологии неодимовые магниты получают методом литья под давлением. При этом относительно консервативном методе и после последующей обработке приходит в негодность до 30-50 % сырья, поэтому если использовать 3D печать, то можно получить выгоду от уменьшения отходов. Таким образом 3D печать магнитов представляется очень перспективным направлением.

Для создания магнитов исследователи использовали композитные гранулы, состоящие из 65% изотропного порошка неодим-железо-бор состава и 35% полиамида (нейлон 12) в качестве связующего. Магниты печатаются на 3D принтере со скоростью 25 мм в минуту.

Ученые утверждают, что напечатанные на 3D принтере магниты имеют подобные или даже лучшие характеристики по сравнению с магнитами, полученными по классической технологии.

С помощью 3D печати можно получить магниты сложной формы. К тому же при печати нет отходов, что экономит дорогие редкоземельные металлы. Продукт можно получить быстрее, форма изделия будет отработана быстро и очень просто, достаточно создать компьютерную модель.

Главный руководитель группы, Паренс Парантеман отметил что 3D печатные магниты будут пользоваться высокой популярностью у производителей моторов и генераторов, так как там часто нужны магниты сложной формы. Исследователи выбрали нейлон в качестве связующего из-за того, что этот материал имеет подходящие свойства и давно используется для 3D печати.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

5 индустрий которые навсегда изменились с приходом 3D печати

Всем 3D привет!

Уже довольно давно СМИ начали трубить о потребительской 3D печати, лозунг «3D печать в каждый дом» и тому подобное. Но пока 3D печать не настолько широко распространилась. А вот польза 3D печати в индустрии технологий только растет, этому способствует развитие металлической 3D печати и разработка новых сверх материалов.

3D печать в дополнение к быстрому прототипированию для современного производства предлагает беспрецедентные способы получения изделий и деталей со сложной геометрией, недостижимой при традиционном производстве. Ниже представлены 5 отраслей, в которых 3D печать будет развиваться наиболее стремительно.

1.Архитектура

3D печать, в будущем, архитектура, автомобилестроение, новости 3D печати

Сейчас 3D печать хорошо подходит для создания архитектурных моделей. Вместо того, чтобы полагаться на ручное изготовление моделей зданий, человек может конвертировать стандартные САПР модели, отмасштабировать и использовать файлы для печати на 3D принтере.

Архитектурные объекты могут быть напечатаны как на самом дешевом 3D так и на печатной технике высочайшего уровня цветной печати. Например компания «Вайт Клаудс» может похвастать одной из крупнейших в мире полно цветных фабрик 3D печати, которая может с легкостью напечатать любые цветные архитектурные модели.

Печать полно размерных зданий

Первое офисное здание, напечатанное на 3D принтере находится в испытательной стадии в Дубай. Многочисленные начинания печати зданий ведутся, однако до того, чтоб сделать 3D печать зданий широко распространенной еще предстоит подождать.

Фактически, несколько стран (Арабские Эмираты и Сингапур) довольно плотно работают над внедрением 3D печатных зданий на государственном стратегическом уровне.

2.Автомобильная индустрия

3D печать, в будущем, архитектура, автомобилестроение, новости 3D печати

Автомобильная промышленность была одной из первых, которая начала осваивать 3D печать. Например БМВ, Форд и Дельфи Автомотив очень быстро внедрили 3D печать прототипов из жидких дисперсных углеродных материалов. А в автомобиле Ролс-Ройс Фантом некоторые детали изготовлены именно методом 3D печати.

3D печать, в будущем, архитектура, автомобилестроение, новости 3D печати

Следует отметить, что 3D печать не подходит для крупномасштабного производства, но она идеальна для мелкосерийного изготовления специализированных компонентов и деталей элитных автомобилей, которых будет произведено лишь ограниченное количество.

Сейчас как минимум два стартапа работают над созданием цельнокузовных автомобилей, напечатанных на 3D принтере. Эти автомобили пока маломощные, т. к. пластиковый автомобиль пока опасно разгонять до высоких скоростей и решением для повышения нагрузочной способности 3D печатных авто выступает использование стержней из угле волокна, для создания ультра-легкого шасси.

3D печать в будущем позволит отказаться от дорогостоящих и энергоемких процессов штамповки, которые сейчас используются в массовом производстве автомобилей.

3.Медицина и стоматология

3D печать блестяще может быть использована как в медицинских целях так и в стоматологических практиках. Простое приложение может использовать данные компьютерной томографии для создания напечатанных на 3D принтере отсканированных органов. Они могут пригодится для диагностики заболеваний, планирования и репетиции операций, что сделает процедуру более предсказуемой и сократит время на операционном столе.

Стоматология и 3D печать

3D печать, в будущем, архитектура, автомобилестроение, новости 3D печати

В зубном протезировании бельгийская компания «Материализе», которая является лидером, вот уже 25 лет уже занимается разработкой программного обеспечения специально для создания имплантов и моделей.


В стоматологии 3D принтеры используются сейчас для изготовления коронок, форм и моделей. Коронка может быть напечатана из специального фото полимера, а затем отлита из металла.

Биопринтинг — печать человеческих тканей. Это одна из интереснейших областей медицинской 3D печати, которая пока еще находится находится на ранней стадии. Одна компания уже продает напечатанные с помощью 3D печати печень и почки для исследования действий препаратов. Такие органы могут ускорить время вывода на рынок новых лекарств, исключить или ограничить опыты на животных.

Существует 2 отрасли в медицине, которые используют 3D печать для изготовления продукции: это производство слуховых аппаратов и зубных капп.

Индивидуальные слуховые аппараты изготавливают после сканирования ушей пациента.

Зубные каппы получают после сканирования с помощью внутриротового сканера, а затем уже создается объемная 3D модель.

4.Потребительские товары

Как и в авто индустрии, потребительские товары остро нуждаются в 3D печати для создания прототипов изделий. Как ни крути, а модель отображаемая на мониторе компьютера не так наглядна, как деталь из настоящего пластика, которую можно подержать в руках.

С развитием 3D печати цикл разработки продуктов ускорился в каждой категории, будь то электрика, игрушки или сложная техника.

В целом, здесь так же 3D печать занимает узкую нишу мелких серий изделий, например куклы Мейклз, специально разработанные клиентами онлайн, роскошные наушники, специально спроектированные для ушей владельца, индивидуально сделанные стельки и обувь с напечатанной на 3D принтере подошвой.

Так же 3D печать может пригодится в производстве ювелирных украшений. Печатать серьги, кольца и подвески можно как напрямую из металла, так и заготовки для выплавляемых моделей с последующей заливкой расплавленным металлом.

5.3D печать для военных и научных нужд

3D печать, в будущем, архитектура, автомобилестроение, новости 3D печати

В настоящее время во многих странах мира идет финансирование программ, направленных на повышение качества металлической 3D печати, разработки новых, сверх материалов и напечатанных на 3D принтере сенсоров.

Армии многих стран, особенно тех, на чьих территориях ведутся боевые действия, заинтересованны в 3D печати кожи для заживления ожоговых ран солдат с использованием стволовых клеток.

Бронежилеты и шлемы, улучшенные за счет уникальной геометрии будут легче и прочнее, что даст преимущества на поле боя.

Будущее 3D печати

На данном этапе развития 3D печать активно переходить из сфер прототипирования в другие. Есть еще множество улучшений, которые должны быть сделаны, прежде чем 3D печать сможет быть использована в крупном массовом производстве, а для целей мелкосерийного и единичного производства 3D печать и сейчас подходит как нельзя лучше.

В будущем 3D печать сулит создание более эффективных городов, транспортных средств и товаров, которые будут работать для каждого конкретного человека.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Как 3D печать изменила конструирование

3D привет, всем!

Хотелось бы поздравить всех водителей с днем Автомобилиста, который отмечается 30 октября 2016 года, ни гвоздя, ни жезла вам!

3D печать кардинально изменила возможности конструирования и повысила скорость от прототипирования до получения рабочих объемных деталей. Используя процесс аддитивного (послойного) производства проектные группы получили возможность создавать детали, которые не могут быть произведенные иначе чем с помощью 3D печати.

Многие из этих деталей получаются легче и прочнее, чем литые в землю или под давлением. Прототипирование стало быстрее и дешевле, потому как 3D печать намного доступней, чем классические методы литья, она увеличивает конкуренцию среди производителей деталей. Среди многих достижений в области 3D печати одной из наиболее существенных является возможность создания структур, которые невозможно сделать с помощью приемов классического массового производства.

конструирование, конструирование изделий, промышленные новости, машиностроение, проектирование, механическое проектирование, новые технологии, средства автоматизации, управление, материалы, САПР, PLM-системы, приводы, подшипники, металлы, пластики, моделирование, изготовление деталей, промышленное проектирование, отливка деталей, механическая обработка, своими руками, 3D печать
Пример замены кронштейна на напечатанный с помощью 3D печати (источник: Siemens PLM)

Преимущества этих новых конструкций — это облегчение веса и повышение прочности. Использование деталей полученных с помощью аддитивных технологий 3D печати позволяет команде производственников и конструкторов сократить цепочку поставщиков, увеличить скорость проектирования и расширить производственную номенклатуру без высоких капитальных вложений на внедрение.

Без ограничений традиционных методов получения деталей производители могут внедрять инновации и соответственно получать «выхлоп» в виде новых изделий и прибыли на порядок быстрее.

Мы можем достичь лучшего качества и работоспособности, поскольку аддитивное производство дает нам гибкость конструирования и возможность выбирать лучшую конфигурацию конструкции деталей, которые будут превосходить традиционные методы проектирования.

Эта особенность формирования новых деталей — рациональный процесс, это смена парадигмы и это больше, чем просто шаг вперед. 3D печать — не просто замена существующей технологии производства.

Еще одно существенное преимущество 3D печати — задействование компьютера в процессе производства. Это способствует возможности переосмысления конструкции детали и пересмотреть конфигурацию в тесной связи с назначением узла.

Способность конструировать и получать все необходимые детали с помощью 3D печати — огромный позитивный шаг. 3D печать — это не только возможность быстрого прототипирования, но и возможность внедрения недорогого производства. Инженеры конструкторы могут создавать проще, легче и менее дорогостоящие изделия за счет применения этой технологии.

И если в массовом производстве 3D печать пока не оправдана, то при производстве сложных изделий под заказ и мелких сериях деталей 3D печати нет конкуренции.

Скорость выхода на рынок и стоимость 3D печать предполагает более шарокий выбор материалов, а так же более быстрое развитие продукта и выход изделий на рынок. Время выхода на рынок всегда является важным вопросом в процессе проектирования и 3D печать привела к серьезному повышению скорости внедрения новой продукции, тем самым снижая издержки.

Обнаружение ошибок

3D печать делает сотрудничество между дизайном, маркетингом и производственной командой проще. Быстрые и недорогие прототипы дают возможность быстрее выявить ошибки в конструировании, проверить собираемость узла и исправить недочеты без дорогих последствий в виде переделки и доработки оснастки.3D печать позволяет проверить жизнеспособную концепцию конструкции.

О компьютерном моделировании

Хорошо развитые САПР позволяют провести первоначальный анализ спроса в фокус-группах покупателей вообще без физического изготовления изделий. Достаточно показать видеоролик-презентацию с новым компьютерным трехмерным изделием и провести опрос пользователей.

Мы можем тестировать виртуальный продукт на начальном этапе совершенно без вложений в изготовление. Тут конструктор несравнимо приближается к потенциальным потребителям и может получить полезную информацию для улучшения продукта.

конструирование, конструирование изделий, промышленные новости, машиностроение, проектирование, механическое проектирование, новые технологии, средства автоматизации, управление, материалы, САПР, PLM-системы, приводы, подшипники, металлы, пластики, моделирование, изготовление деталей, промышленное проектирование, отливка деталей, механическая обработка, своими руками, 3D печать

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Материалы, конструирование, 3D печать

материалы, конструирование

3D привет всем!

Люди изготавливают предметы уже не одну тысячу лет и изобрели многочисленные способы получения деталей различной структуры и качества.

3D печать добавилась к этому списку способов достаточно недавно, и имела ошеломительный успех. Новости о том или ином прорыве в 3D печатном мире появляются с регулярным постоянством.

В отличие от многих других выдающихся технологий, 3D печать показывает исключительную способность изготавливать предметы, которые меняют и упрощают нашу жизнь. Это в свою очередь меняет все в производственном процессе и уменьшает роль промышленности в том виде, в котором она долгое время пребывала, сосредотачивая власть у промышленных гигантов.

С 3D печатью мы можем создавать невероятно сложные предметы, механизмы, приспособления, одежду и украшения. Но существенной проблемой остается правильность выбора свойств материала детали для печатных 3D объектов. Стало относительно легко изготовить деталь, ну будет ли она хорошо выполнять все возложенные на нее функции? И очень многое зависит от выбранного материала. 3D печать в плане ассортимента материалов пока  ограничена.

Каждый консультант по продаже 3D принтеров скажет, что материал — это главный фактор, который определяет выбор технологии 3D печати и соответствующего печатающего агрегата.

При выборе материала в конструировании нужно учитывать нагрузку и ее тип, технические требования к изделию, влияние внешних факторов, агрессивность рабочей среды. Дешевый или неподходящий материал часто может привести к последующим затратам на его упрочнение посредством термической или другой обработки. Поэтому лучше руководствоваться не дешевизной, а минимальной себестоимостью конечного изделия.

Правильный материал для детали обеспечит успех, неправильный — приведет к убыткам, и возможно даже к краху, поэтому глупо недооценивать роль материаловедения в современном производственном процессе.

С развитием 3D печати материаловедению дается новый, не побоюсь этого слова, толчок для развития и это поле деятельности очень широкое, в нем можно сделать огромные прорывы сейчас. И использование подходящего материала — является первостепенной задачей.

И пока не всегда можно полностью отказаться от старой доброй механической обработки, от проверенных временем методов литья, проката, штамповки и других классических способов получения деталей, так что если вы — главный инженер завода, то не спешите сдавать все металлообрабатывающие станки на металлолом.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Технологии 3d печати

3dprint

3D привет всем!

Сейчас наблюдается очень активное развитие 3d печати и распространение 3d принтеров среди населения. Процесс печати выполняется не так как при традиционном производстве, хотя получаемый продукт практически одинаков. Давайте более детально рассмотрим технологии 3d печати, которых разработано уже не один и не два. Самые распространенные из них это фотополимерная печать, печать расплавленной нитью, лазерное спекание и прямое спекание металла.

Фотополимерная печать

Эта технология 3d печати подразумевает получение детали с использованием жидких фотополимеров, которые затвердевают под действием лучей ультрафиолета.

Фотополимеры бывают разных цветов, разной прозрачности и механических свойств, начиная от мягких и упругих пластичных и заканчивая твердыми и жесткими композитными соединениями, способными выдерживать повышенные температуры до 220 °С и давление до 60 атмосфер.

Преимущество фотополимерной печати — высокое качество отпечатанных деталей. Фотополимерная печать создает детали с гладкой поверхностью и низкой шероховатостью (до 16 микрон). Но ультрафиолетовая стабильность и долговечность деталей оставляют желать лучшего. Продолжительное воздействие УФ лучей вызывает у фотополимеров хрупкость, ломкость и изменение внешнего вида. Некоторые из фотополимеров теряют первоначальную форму и размеры при контакте с влагой.

Наиболее распространенные фотополимеры марок SL и Polyjet. Последний подразумевает технологию при которой частицы маленьких капелек пластика накладываются тонким слоем и облучаются УФ излучением. SL технология — при ней лазер ходит по траектории и слой за слоем облучает пластик, при этом затвердевают только те участки пластика, которые лазер облучил а остальной пластик остается сыпучим.

Обе технологии идеально подходят для изготовления моделей для заливки силиконом или шаблонов для литья по выплавляемым моделям.

Печать расплавленной нитью

По этой технологии создание 3х мерных деталей происходит так: нагретая головка экструдера движется по контуру детали, а в нее подается нить пластика. Главное преимущество этого метода — возможность изготовления крепких и долговечных пластиковых деталей для традиционного машиностроения.

Эта технология 3d печати дает относительно высокую размерную точность. К тому же деталь менее склонна к деформации по сравнению с лазерным спеканием. Самым существенным недостатком этой технологии является то что на деталях присутствуют послойные линии. Это усложняет процесс получения деталей т.к. необходимо дополнительно обрабатывать поверхность деталей для более эстетического внешнего вида.

Лазерное спекание

Эта технология 3d печати подразумевает расплавление порошкообразного полимера или композита с помощью маломощного углекислотного лазера, который плавит послойно контур 3d объектов на рабочем поле. Материалом обычно служит полимер на основе нейлона. Другой специальный материал для лазерного спекания — термопластичный эластомер, который имеет свойства резины и используется для печати шлангов, уплотнений и прокладок.

Так же полистирол низкой плотности может быть использован для изготовления деталей по этой технологии и такая модель детали может служить для литься по выплавляемым газофицируемым моделям.

Другое преимущество лазерного спекания — 3d детали поддерживаются в формирующей емкости окружающим слоем пластикового гранулятора поэтому можно производить сложную печать объекта в объекте или деталей со смещенным центром тяжести и не боятся что она опрокинется в процессе печати.

Тепловой характер процесса приводит к температурным деформациям. Так же существует обратная взаимосвязь между механической прочностью и размерной точностью. Мощность лазера и температура в формирующей емкости увеличивают слипание частичек порошка окружающих деталь. От этого она качественнее пропекается и получается немного больше, но размеры уходят, поэтому такая деталь потом может не собраться в сборку. Опытные операторы 3d принтеров могут настроить мощность лазера в зависимости от детали и получить хорошие результаты но для этого нужна практика.

Прямое спекание металла (ПСМ)

Эта технология подразумевает использование иттрий-алюминий-рубинового лазера. При этом происходит как бы микросварка порошкообразного металла или сплава. В итоге получается деталь, со свойствами как у обычной отливки из металла!!!

Благодаря тепловой обработке и не меняющемуся давлению, становится возможным улучшить металлургические свойства изделий (отсутствуют включения воздуха, которые бывают при традиционном литье металла)

Вот преимущества этой технологии 3d печати: можно получить цельный контур детали без избыточного программирования и расходов на подготовку производства. Технология дает более экологичное производство по сравнению с классическими методами металлургии.

Так же появляется возможность объединить некоторые сборки, уменьшив количество составных частей, что экономит затраты труда и сокращает время сборки узла, упрощает процесс. Учитывая это можно сказать что ПСМ подходит для низкобюджетного производства мелких партий деталей и ускоренного изготовления опытных образцов.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257