Revolucija u 3D ispisu: postavljanje novih standarda za industriju!

Revolucija u 3D ispisu: postavljanje novih standarda za industriju!

Dana 20. kolovoza 2025., istraživači sa Sveučilišta Duisburg-Essen pružit će informacije o revolucionarnom napretku u području 3D ispisa, posebno kroz proces fuzije laserskog praha (LPBF). Kako uni-due.de izvješća, LPBF se etablirao kao široko rasprostranjen proces industrijskog 3D ispisa koji se posebno koristi u sektoru zrakoplovstva, medicinske tehnologije i izrade alata. Te tehnologije omogućuju proizvodnju složenih i vrlo elastičnih komponenti.

Istraživanje je provedeno u razdoblju od šest godina u sklopu prioritetnog programa koji je financirala Njemačka istraživačka zaklada (DFG) pod nazivom „Materijali za aditivnu proizvodnju“. Ovaj je program sada uspješno završen, a stečeno znanje postalo je dostupno putem međulaboratorijske studije i posebnog izdanja časopisa Advanced Engineering Materials. Dr. Anna Ziefuß, jedna od uključenih istraživača, opisuje rezultate međulaboratorijske studije kao prekretnicu za znanost i industriju.

Standardizacija i rezultati istraživanja

Međulaboratorijska studija, koja se smatra najvećim otvorenim skupom podataka te vrste, uključivala je suradnju 32 međunarodna laboratorija. Cilj je bio promovirati standardiziranu proizvodnju komponenti od metalnih i polimernih prahova. Posebno je ispitana usporedba svojstava materijala, parametara stroja i upravljanja procesima.

Središnji cilj ovih istraživačkih napora je poboljšanje i standardizacija materijala i aditivnih procesa. Prioritetni program SPP 2122 pokrenut je 2019. godine, a uključuje više od 30 istraživačkih timova u razvoju prašaka po mjeri i funkcionalizaciji nanočestica. Od 10. studenog 2025. godine podaci prikupljeni međulaboratorijskom studijom bit će javno dostupni.

Osim LPBF-a, aditivna proizvodnja oslanja se na razne druge procese kao što su proizvodnja spojenih niti (FFF) i robocasting. Prema informacijama iz iwn.fraunhofer.de reologija fluida značajno utječe na ponašanje tlaka tijekom ekstruzije materijala. Koristi se mješavina polimernih niti i čestica visokog tališta, koje se tope i obrađuju kroz mlaznicu.

U projektima je prikupljanje podataka također podržano numeričkim simulacijama kako bi se različiti aspekti procesa ispisa učinili učinkovitijim. Ovo su važni koraci u identificiranju idealnih sastava paste potrebnih za željene tiskane objekte.

Kontekst 3D printanja

3D ispis, poznat i kao aditivna proizvodnja, opisuje procese za proizvodnju trodimenzionalnih objekata nanošenjem materijala sloj po sloj. Ovaj se proces brzo razvio od 1980-ih i koristi se u različitim područjima, uključujući industriju, istraživanje, građevinarstvo i medicinsku tehnologiju. Materijali se obrađuju pod računalnom kontrolom na temelju CAD/CAM podataka, što povećava isplativost jer se smanjuje broj komada i povećava geometrijska složenost.

Međutim, izazovi tehnologija 3D ispisa su raznoliki. To uključuje pravne aspekte, zdravstvene rizike i materijalne troškove. Iako su osposobljavanje i daljnje obrazovanje u aditivnoj proizvodnji raznoliki, ne postoji specifično zanimanje za osposobljavanje u ovom području. Kako Wikipedia pojašnjava, 3D ispis ne samo da otvara nove proizvodne mogućnosti, već i inovativne pristupe u istraživanju, kao što je bioprint za proizvodnju organa i tkiva.

Ukratko, 3D ispis je na prekretnici u kojoj su standardizacija i poboljšanje procesa ključni za daljnji razvoj novih materijala i tehničkih primjena. Rezultati tekućih istraživačkih projekata obećavaju dalekosežne utjecaje na industriju.