Rewolucja w druku 3D: wyznaczanie nowych standardów w branży!

Rewolucja w druku 3D: wyznaczanie nowych standardów w branży!

20 sierpnia 2025 r. naukowcy z Uniwersytetu Duisburg-Essen przekażą informacje na temat przełomowych osiągnięć w dziedzinie druku 3D, w szczególności dzięki procesowi laserowej fuzji złoża proszkowego (LPBF). Jak uni-due.de Jak podaje raport, LPBF ugruntowało swoją pozycję jako szeroko rozpowszechniony przemysłowy proces druku 3D, szczególnie stosowany w sektorach lotniczym, technologii medycznej i produkcji narzędzi. Technologie te umożliwiają produkcję skomplikowanych i wysoce wytrzymałych komponentów.

Badania prowadzono przez okres sześciu lat w ramach priorytetowego programu finansowanego przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG) pt. „Materiały do ​​wytwarzania przyrostowego”. Program ten został pomyślnie ukończony, a zdobyta wiedza została udostępniona w drodze badania międzylaboratoryjnego oraz w specjalnym numerze czasopisma Advanced Engineering Materials. Doktor Anna Ziefuß, jedna z zaangażowanych badaczek, opisuje wyniki badania międzylaboratoryjnego jako kamień milowy dla nauki i przemysłu.

Standaryzacja i wyniki badań

W badaniu międzylaboratoryjnym, uważanym za największy tego typu zbiór otwartych danych, uczestniczyły we współpracy 32 międzynarodowe laboratoria. Celem było promowanie standaryzowanej produkcji komponentów z proszków metalicznych i polimerowych. W szczególności zbadano porównanie właściwości materiałów, parametrów maszyn i zarządzania procesami.

Głównym celem tych wysiłków badawczych jest doskonalenie i standaryzacja materiałów i procesów addytywnych. W 2019 roku ruszył priorytetowy program SPP 2122, w którym bierze udział ponad 30 zespołów badawczych w zakresie opracowywania proszków „szytych na miarę” i funkcjonalizacji nanocząstek. Od 10 listopada 2025 r. dane zebrane z badania międzylaboratoryjnego będą publicznie dostępne.

Oprócz LPBF produkcja przyrostowa opiera się na różnych innych procesach, takich jak wytwarzanie stopionych włókien (FFF) i zautomatyzowane odlewanie. Według informacji z iwn.fraunhofer.de Reologia płynu znacząco wpływa na zachowanie ciśnienia podczas wytłaczania materiału. Stosowana jest mieszanina włókien polimerowych i cząstek wysokotopliwych, które są topione i przetwarzane przez dyszę.

W projektach gromadzenie danych wspomagane jest również symulacjami numerycznymi, aby usprawnić różne aspekty procesu drukowania. Są to ważne etapy identyfikacji idealnego składu pasty wymaganego do uzyskania pożądanych drukowanych obiektów.

Kontekst druku 3D

Druk 3D, znany również jako wytwarzanie przyrostowe, opisuje procesy wytwarzania trójwymiarowych obiektów poprzez nakładanie materiału warstwa po warstwie. Proces ten rozwija się dynamicznie od lat 80-tych XX wieku i jest stosowany w różnych obszarach, m.in. w przemyśle, badaniach, budownictwie i technologii medycznej. Materiały przetwarzane są pod kontrolą komputerową w oparciu o dane CAD/CAM, co zwiększa efektywność kosztową w miarę zmniejszania się liczby sztuk i wzrostu złożoności geometrycznej.

Jednak wyzwania związane z technologiami druku 3D są zróżnicowane. Należą do nich aspekty prawne, zagrożenia dla zdrowia i koszty materiałów. Chociaż szkolenia i dalsze kształcenie w zakresie wytwarzania przyrostowego są zróżnicowane, nie ma konkretnego zawodu szkoleniowego w tej dziedzinie. Jak Wikipedia jasno wynika, że ​​druk 3D otwiera nie tylko nowe możliwości produkcyjne, ale także innowacyjne podejścia w badaniach, takie jak biodruk do produkcji narządów i tkanek.

Podsumowując, druk 3D znajduje się w punkcie zwrotnym, w którym standaryzacja i doskonalenie procesów ma kluczowe znaczenie dla dalszego rozwoju nowych materiałów i zastosowań technicznych. Wyniki trwających projektów badawczych mogą mieć dalekosiężny wpływ na przemysł.