Revolūcija 3D drukāšanā: jaunu standartu noteikšana nozarei!

Revolūcija 3D drukāšanā: jaunu standartu noteikšana nozarei!

2025. gada 20. augustā Duisburgas-Esenes universitātes pētnieki sniegs informāciju par revolucionāriem sasniegumiem 3D drukāšanas jomā, jo īpaši izmantojot lāzera pulvera slāņa saplūšanas (LPBF) procesu. Kā uni-due.de ziņo, LPBF ir sevi pierādījis kā plaši izplatītu rūpniecisko 3D drukas procesu, ko īpaši izmanto kosmosa, medicīnas tehnoloģiju un instrumentu ražošanas nozarēs. Šīs tehnoloģijas ļauj ražot sarežģītus un ļoti elastīgus komponentus.

Pētījumi tika veikti sešu gadu laikā kā daļa no prioritārās programmas, ko finansēja Vācijas Pētniecības fonds (DFG) ar nosaukumu “Materiāli piedevu ražošanai”. Šī programma tagad ir veiksmīgi pabeigta, un iegūtās zināšanas ir pieejamas starplaboratoriju pētījumā un žurnāla Advanced Engineering Materials īpašajā numurā. Dr. Anna Ziefuß, viena no iesaistītajām pētniekiem, starplaboratoriju pētījuma rezultātus raksturo kā pavērsienu zinātnei un rūpniecībai.

Standartizācija un pētījumu rezultāti

Starplaboratoriju pētījumā, kas tika uzskatīts par lielāko šāda veida atvērto datu kopu, sadarbojās 32 starptautiskās laboratorijas. Mērķis bija veicināt standartizētu komponentu ražošanu no metāla un polimēru pulveriem. Jo īpaši tika pārbaudīts materiālu īpašību, mašīnu parametru un procesa vadības salīdzinājums.

Šo pētījumu galvenais mērķis ir materiālu un piedevu procesu uzlabošana un standartizācija. Prioritārā programma SPP 2122 tika uzsākta 2019. gadā, iesaistot vairāk nekā 30 pētnieku grupas īpaši pielāgotu pulveru izstrādē un nanodaļiņu funkcionalizācijā. No 2025. gada 10. novembra starplaboratoriju pētījumā apkopotie dati būs publiski pieejami.

Papildus LPBF piedevu ražošana balstās uz dažādiem citiem procesiem, piemēram, kausētu pavedienu izgatavošanu (FFF) un robocasting. Saskaņā ar informāciju no iwn.fraunhofer.de šķidruma reoloģija būtiski ietekmē spiediena uzvedību materiāla ekstrūzijas laikā. Tiek izmantots polimēru pavedienu un augstas kušanas daļiņu maisījums, kas tiek izkausēts un apstrādāts caur sprauslu.

Projektos datu vākšanu atbalsta arī skaitliskās simulācijas, lai padarītu efektīvākus dažādus drukas procesa aspektus. Šie ir svarīgi soļi, lai noteiktu ideālas pastas kompozīcijas, kas nepieciešamas vēlamajiem drukātajiem objektiem.

3D drukas konteksts

3D druka, kas pazīstama arī kā aditīvā ražošana, apraksta trīsdimensiju objektu ražošanas procesus, uzklājot materiālu slāni pa slānim. Šis process ir strauji attīstījies kopš 1980. gadiem un tiek izmantots dažādās jomās, tostarp rūpniecībā, pētniecībā, celtniecībā un medicīnas tehnoloģijās. Materiāli tiek apstrādāti datora kontrolē, pamatojoties uz CAD/CAM datiem, kas palielina izmaksu efektivitāti, jo samazinās gabalu skaits un palielinās ģeometriskā sarežģītība.

Tomēr 3D drukas tehnoloģiju izaicinājumi ir dažādi. Tie ietver juridiskos aspektus, riskus veselībai un materiālās izmaksas. Lai gan apmācība un tālākizglītība piedevu ražošanā ir daudzveidīga, šajā jomā nav īpašas apmācības profesijas. Kā Wikipedia skaidri norāda, ka 3D drukāšana paver ne tikai jaunas ražošanas iespējas, bet arī novatoriskas pieejas pētniecībā, piemēram, biodrukāšanu orgānu un audu ražošanai.

Rezumējot, 3D drukāšana ir pagrieziena punktā, kur standartizācijai un procesu uzlabošanai ir izšķiroša nozīme jaunu materiālu un tehnisko pielietojumu tālākā attīstībā. Pašreizējo pētniecības projektu rezultātiem solās būt tālejoša ietekme uz nozari.