Επανάσταση στην τρισδιάστατη εκτύπωση: θέτοντας νέα πρότυπα για τη βιομηχανία!

Επανάσταση στην τρισδιάστατη εκτύπωση: θέτοντας νέα πρότυπα για τη βιομηχανία!

Στις 20 Αυγούστου 2025, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ντούισμπουργκ-Έσσεν θα παράσχουν πληροφορίες σχετικά με τις πρωτοποριακές προόδους στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης, ιδίως μέσω της διαδικασίας σύντηξης λέιζερ σε σκόνη με κρεβάτι (LPBF). Πως uni-due.de αναφέρει ότι η LPBF έχει καθιερωθεί ως μια ευρέως διαδεδομένη βιομηχανική διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιείται ιδιαίτερα στους τομείς της αεροδιαστημικής, της ιατρικής τεχνολογίας και της κατασκευής εργαλείων. Αυτές οι τεχνολογίες επιτρέπουν την παραγωγή πολύπλοκων και εξαιρετικά ανθεκτικών εξαρτημάτων.

Η έρευνα διεξήχθη σε μια περίοδο έξι ετών ως μέρος ενός προγράμματος προτεραιότητας που χρηματοδοτήθηκε από το Γερμανικό Ίδρυμα Ερευνών (DFG) με τίτλο «Υλικά για την παραγωγή προσθέτων». Αυτό το πρόγραμμα έχει πλέον ολοκληρωθεί με επιτυχία και η γνώση που αποκτήθηκε έχει γίνει διαθέσιμη μέσω μιας διεργαστηριακής μελέτης και ενός ειδικού τεύχους του περιοδικού Advanced Engineering Materials. Η Δρ. Anna Ziefuß, μία από τις συμμετέχουσες ερευνητές, περιγράφει τα αποτελέσματα της διεργαστηριακής μελέτης ως ορόσημο για την επιστήμη και τη βιομηχανία.

Τυποποίηση και αποτελέσματα έρευνας

Η διεργαστηριακή μελέτη, που θεωρείται το μεγαλύτερο σύνολο ανοιχτών δεδομένων στο είδος της, αφορούσε τη συνεργασία 32 διεθνών εργαστηρίων. Στόχος ήταν η προώθηση της τυποποιημένης παραγωγής εξαρτημάτων από μεταλλικές και πολυμερείς σκόνες. Ειδικότερα, εξετάστηκε η σύγκριση των ιδιοτήτων του υλικού, των παραμέτρων της μηχανής και της διαχείρισης της διαδικασίας.

Κεντρικός στόχος αυτών των ερευνητικών προσπαθειών είναι η βελτίωση και η τυποποίηση των διαδικασιών υλικών και προσθέτων. Το πρόγραμμα προτεραιότητας SPP 2122 ξεκίνησε το 2019, στο οποίο συμμετείχαν περισσότερες από 30 ερευνητικές ομάδες στην ανάπτυξη εξατομικευμένων σκονών και στη λειτουργικότητα των νανοσωματιδίων. Από τις 10 Νοεμβρίου 2025, τα δεδομένα που συλλέγονται από τη διεργαστηριακή μελέτη θα είναι διαθέσιμα στο κοινό.

Εκτός από το LPBF, η κατασκευή προσθέτων βασίζεται σε διάφορες άλλες διαδικασίες, όπως η κατασκευή λιωμένου νήματος (FFF) και η ραδιομεταφορά. Σύμφωνα με πληροφορίες από iwn.fraunhofer.de Η ρεολογία του υγρού επηρεάζει σημαντικά τη συμπεριφορά της πίεσης κατά την εξώθηση του υλικού. Χρησιμοποιείται ένα μείγμα από νήματα πολυμερούς και σωματίδια υψηλής τήξης, τα οποία τήκονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω ενός ακροφυσίου.

Στα έργα, η συλλογή δεδομένων υποστηρίζεται επίσης από αριθμητικές προσομοιώσεις για να γίνουν πιο αποτελεσματικές διάφορες πτυχές της διαδικασίας εκτύπωσης. Αυτά είναι σημαντικά βήματα για τον εντοπισμό ιδανικών συνθέσεων πάστας που απαιτούνται για τα επιθυμητά τυπωμένα αντικείμενα.

Το πλαίσιο της τρισδιάστατης εκτύπωσης

Η τρισδιάστατη εκτύπωση, γνωστή και ως κατασκευή προσθέτων, περιγράφει διαδικασίες για την παραγωγή τρισδιάστατων αντικειμένων με την εφαρμογή υλικού στρώμα προς στρώμα. Αυτή η διαδικασία αναπτύχθηκε γρήγορα από τη δεκαετία του 1980 και χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς, όπως η βιομηχανία, η έρευνα, οι κατασκευές και η ιατρική τεχνολογία. Τα υλικά επεξεργάζονται υπό έλεγχο υπολογιστή με βάση δεδομένα CAD/CAM, γεγονός που αυξάνει τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας καθώς μειώνεται ο αριθμός των τεμαχίων και αυξάνεται η γεωμετρική πολυπλοκότητα.

Ωστόσο, οι προκλήσεις των τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι ποικίλες. Αυτά περιλαμβάνουν νομικές πτυχές, κινδύνους για την υγεία και κόστος υλικού. Αν και η κατάρτιση και η περαιτέρω εκπαίδευση στην παραγωγή πρόσθετων είναι ποικίλες, δεν υπάρχει συγκεκριμένο επάγγελμα κατάρτισης σε αυτόν τον τομέα. Πως Βικιπαίδεια καθιστά σαφές ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση όχι μόνο ανοίγει νέες δυνατότητες παραγωγής, αλλά και καινοτόμες προσεγγίσεις στην έρευνα, όπως η βιοεκτύπωση για την παραγωγή οργάνων και ιστών.

Συνοπτικά, η τρισδιάστατη εκτύπωση βρίσκεται σε ένα σημείο καμπής όπου η τυποποίηση και η βελτίωση των διαδικασιών είναι ζωτικής σημασίας για την περαιτέρω ανάπτυξη νέων υλικών και τεχνικών εφαρμογών. Τα αποτελέσματα των συνεχιζόμενων ερευνητικών έργων υπόσχονται να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στον κλάδο.