3D spausdinimo revoliucija: naujų standartų nustatymas pramonei!

3D spausdinimo revoliucija: naujų standartų nustatymas pramonei!

2025 m. rugpjūčio 20 d. Duisburgo-Eseno universiteto mokslininkai pateiks informaciją apie novatorišką pažangą 3D spausdinimo srityje, ypač naudojant lazerinio miltelių sluoksnio suliejimo (LPBF) procesą. Kaip uni-due.de praneša, LPBF įsitvirtino kaip plačiai paplitęs pramoninis 3D spausdinimo procesas, ypač naudojamas kosmoso, medicinos technologijų ir įrankių gamybos sektoriuose. Šios technologijos leidžia gaminti sudėtingus ir labai atsparius komponentus.

Tyrimai buvo atlikti per šešerius metus pagal prioritetinę Vokietijos tyrimų fondo (DFG) finansuojamą programą „Medžiagos priedų gamybai“. Ši programa jau sėkmingai baigta, o įgytos žinios buvo prieinamos atliekant tarplaboratorinį tyrimą ir specialų žurnalo Advanced Engineering Materials numerį. Dr. Anna Ziefuß, viena iš tyrėjų, tarplaboratorinio tyrimo rezultatus apibūdina kaip mokslo ir pramonės etapą.

Standartizavimo ir tyrimų rezultatai

Tarplaboratoriniame tyrime, kuris laikomas didžiausiu tokio pobūdžio atvirų duomenų rinkiniu, bendradarbiavo 32 tarptautinės laboratorijos. Tikslas buvo skatinti standartizuotą komponentų gamybą iš metalo ir polimerinių miltelių. Visų pirma buvo nagrinėjamas medžiagų savybių, mašinos parametrų ir procesų valdymo palyginimas.

Pagrindinis šių mokslinių tyrimų tikslas yra medžiagų ir priedų procesų tobulinimas ir standartizavimas. Prioritetinė programa SPP 2122 buvo pradėta vykdyti 2019 m., kurioje dalyvauja daugiau nei 30 tyrėjų grupių, kuriant pagal užsakymą pagamintus miltelius ir nanodalelių funkcionalizavimą. Nuo 2025 metų lapkričio 10 dienos tarplaboratorinio tyrimo metu surinkti duomenys bus skelbiami viešai.

Be LPBF, priedų gamyba priklauso nuo įvairių kitų procesų, tokių kaip lydyto gijų gamyba (FFF) ir robotizavimas. Remiantis informacija iš iwn.fraunhofer.de skysčio reologija daro didelę įtaką slėgio elgsenai medžiagos ekstruzijos metu. Naudojamas polimerinių gijų ir aukšto lydymosi dalelių mišinys, kuris išlydomas ir apdorojamas per antgalį.

Projektuose duomenų rinkimas taip pat palaikomas skaitmeniniu modeliavimu, kad įvairūs spausdinimo proceso aspektai būtų efektyvesni. Tai yra svarbūs žingsniai nustatant idealias pastos kompozicijas, reikalingas norimiems spausdinamiems objektams.

3D spausdinimo kontekstas

3D spausdinimas, taip pat žinomas kaip priedų gamyba, apibūdina trimačių objektų gamybos procesus, naudojant medžiagą sluoksnis po sluoksnio. Šis procesas sparčiai vystėsi nuo devintojo dešimtmečio ir yra naudojamas įvairiose srityse, įskaitant pramonę, tyrimus, statybas ir medicinos technologijas. Medžiagos apdorojamos kompiuteriu valdant, remiantis CAD/CAM duomenimis, o tai padidina ekonominį efektyvumą mažėjant vienetų skaičiui ir didėjant geometriniam sudėtingumui.

Tačiau 3D spausdinimo technologijų iššūkiai yra įvairūs. Tai apima teisinius aspektus, pavojų sveikatai ir materialines išlaidas. Nors mokymai ir tolesnis mokymas priedų gamybos srityje yra įvairūs, šioje srityje nėra specialios mokymo profesijos. Kaip Vikipedija akivaizdu, kad 3D spausdinimas atveria ne tik naujas gamybos galimybes, bet ir novatoriškus tyrimus, tokius kaip biospausdinimas organų ir audinių gamybai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad 3D spausdinimas yra lūžio taške, kai procesų standartizavimas ir tobulinimas yra labai svarbūs tolesniam naujų medžiagų ir techninių pritaikymų kūrimui. Vykdomų mokslinių tyrimų projektų rezultatai žada turėti platų poveikį pramonei.