Seit seiner Einführung 3D-Druck hat das Versprechen einer unglaublich effizienten und zeitnahen Herstellung in kleinem Maßstab gehalten, wurde jedoch durch seine langsame Geschwindigkeit von der weit verbreiteten Verwendung abgehalten.
Eine neue Technik, die an der Universität von Michigan entwickelt wurde, verspricht jedoch, komplexe Designs 100-mal schneller als aktuelle Drucker zu drucken und möglicherweise die Tür für eine breitere Verwendung zu öffnen.
Funktionsweise des 3D-Drucks
Der Weg 3D-Drucker Die Arbeit besteht darin, eine Datei eines 3D-Modells zu lesen und das Modell zu rekonstruieren, indem das Harz in winzigen Linien in Schichten übereinander gelegt wird, bis das Modell erstellt ist.
Je größer das Modell ist, desto zeitaufwändiger wird dieser Vorgang und wächst exponentiell, wenn das Modell breiter und höher wird.
Wenn Sie wie bei der Herstellung in kleinem Maßstab viele Kopien des 3D-Modells erstellen müssten, benötigen Sie außerdem mehr Maschinen, häufig Hunderte mehr, um denselben Artikel auszudrucken.
Das ist wenig besser als traditionelle Herstellung Prozesse, und daher hatte die Branche keinen großen Anreiz, 3D-Druck in großem Maßstab einzuführen.
Überwindung der Zeitbarriere
Es ist nicht so, dass der Anreiz für den 3D-Druck in der Fertigung nicht besteht. Bei Fertigungsaufträgen, für die weniger als 10.000 Kopien eines Artikels erforderlich sind, wäre der 3D-Druck eine drastische Verbesserung gegenüber der Erstellung spezieller Formen, die bis zu 10.000 US-Dollar kosten können.
Da Hersteller Produkte innerhalb von ein oder zwei Wochen einführen müssen, kann der 3D-Druck diese Bestellungen einfach nicht ausführen, ohne dass die Kosten ineffektiv werden.
"Mit herkömmlichen Ansätzen ist dies nur dann wirklich möglich, wenn Sie über Hunderte von Maschinen verfügen", so Timothy Scott, Associate Professor für Chemieingenieurwesen an der Universität von Michigan.
Scott hat zusammen mit Mark Burns, dem TC Chang-Professor für Ingenieurwissenschaften an der Universität von Michigan, eine neue Technik für den 3D-Druck entwickelt, mit der diese Zeitbarriere überwunden werden soll. Ihr Ansatz hat zu unglaublichen Ergebnissen geführt und eine Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit um das 100-fache der Standard-3D-Drucktechniken ermöglicht.
Erstellen einer Mehrwertsteuer-Drucklösung für die Zeitherausforderung
Burns und Scott versuchten etwas ganz anderes als herkömmliche Drucktechniken, um ihre Ergebnisse zu erzielen. Anstatt das fertige Produkt jeweils mit einer Harzlinie auszulegen, verwendeten sie ein Paar Laser, um das flüssige Harz in einem Bottich in die Form zu verfestigenvorgeschrieben durch die 3D-Modelldatei.
Die Laser können steuern, wo das Harz flüssig bleibt und wo es sich verfestigt, sodass sie anspruchsvolle Formen herstellen können, darunter ein Spielzeugboot, einen Block mit dem Buchstaben M und ein Gitter.
Es war keine leichte Aufgabe, die Laser dazu zu bringen, genau das zu drucken, was erforderlich war. Frühere Versuche führten zu einer vorzeitigen Verfestigung des Harzes am Fenster des Bottichs, wo der Laser zum ersten Mal Kontakt mit dem Harz hatte.
Präzisionskontrolle mit mehr Lasern
Frühere Versuche verwendeten nur einen Laser , also versuchten Burns und Scott, einen weiteren Laser hinzuzufügen, der eine andere Wellenlänge verwendete, um die Geschwindigkeit des Harzflusses zu steuern, und konnten eine 3D-Kontrolle der Harzhärtung in der Nähe des Küpenfensters erreichen, während frühere Küpendruckansätze auf 2D beschränkt warenFlugzeug.
"Es ist einer der ersten echten 3D-Drucker, die jemals hergestellt wurden", sagte Burns.
Für die verschiedenen im Verfahren verwendeten Techniken wurden Patente angemeldet, und Scott plant auf der Grundlage ihrer Arbeit ein kommerzielles Unternehmen.