Nakabantay ka ba kon giunsa nga ang 3D printing nahimong mas sikat? Gikan sa paghimo lang og gagmay nga mga plastik nga dulaan ug mga konsepto nga modelo pipila ka tuig ang milabay, karon makahimo na kini sa pag-imprinta og mga balay, ngipon, ug bisan mga organo sa tawo! Ang pag-uswag niini sama sa usa ka rocket.
Apan bisan pa sa pagkapopular niini, kon ang 3D printing gusto gyud nga manguna sa industriyal nga paggama, dili kini makasalig lamang sa "humok nga mga persimmon" sama sa plastik ug resin. Maayo kini alang sa paghimo og mga demonstrasyon nga piraso, apan kon bahin sa paghimo og mga piyesa nga taas og temperatura nga makasugakod sa grabeng palibot, o mga high-strength, wear-resistant precision device, daghang mga materyales ang diha-diha dayon nga dili angay.
Dinhi mosulod ang atong bida sa artikulo karong adlawa—pulbos nga alumina, kasagarang nailhan nga "corundum." Kini nga materyal dili daling madaot, nga adunay kinaiyanhong lig-on nga mga kinaiya: taas nga katig-a, resistensya sa kaagnasan, resistensya sa taas nga temperatura, ug maayo kaayo nga insulasyon. Sa tradisyonal nga mga industriya, kini usa na ka beterano sa mga materyales nga dili masunog, mga abrasive, seramika, ug uban pang mga natad.
Busa ang pangutana mao, unsang klase sa aligato ang mogawas kon ang tradisyonal, "lig-on" nga materyal makatagbo sa pinakabag-o nga teknolohiya sa "digital intelligent manufacturing"? Ang tubag mao: usa ka hilom nga rebolusyon sa mga materyales ang nagpadayon.
Ⅰ. Ngano nga alumina? Ngano nga kini nakaguba sa hulmahan?
Atong hisgutan una nganong ang 3D printing wala kaniadto mopabor sa mga materyales nga seramiko. Hunahunaa kini: ang mga pulbos nga plastik o metal dali ra makontrol kung i-sinter o i-extrude gamit ang mga laser. Apan ang mga pulbos nga seramiko dali ra mabuak ug lisod matunaw. Ang pag-sinter sa laser ug dayon pagporma niini adunay pig-ot nga proseso, nga naghimo niini nga dali nga mabuak ug mausab ang porma, nga moresulta sa hilabihan ka ubos nga ani.
Busa unsaon man pagsulbad sa alumina kini nga problema? Wala kini nagsalig sa kusog, kondili sa "kaalam."
Ang kinauyokan nga kalampusan anaa sa koordinado nga ebolusyon sa teknolohiya sa 3D printing ug mga pormulasyon sa materyal. Ang kasamtangang mainstream nga mga teknolohiya, sama sa binder jetting ug stereolithography, naggamit ug "curve approach."
Binder jetting: Kini usa ka maalamon nga lakang. Dili sama sa tradisyonal nga mga pamaagi sa direktang pagtunaw sa aluminum oxide powder gamit ang laser, kini nga pamaagi una nga mag-apply og nipis nga layer sa aluminum oxide powder. Dayon, sama sa usa ka tukma nga inkjet printer, ang print head mo-spray og espesyal nga "glue" sa gitinguha nga lugar, nga magtapot sa powder. Kini nga layer-by-layer nga pag-apply sa powder ug glue sa katapusan moresulta sa usa ka pasiuna, porma nga "green body." Kini nga green body dili pa solid, busa, sama sa mga ceramics, kini moagi sa katapusang "bunyag sa kalayo" sa usa ka high-temperature furnace—sintering. Human lamang sa sintering nga ang mga partikulo tinuod nga lig-on nga magtapot, nga makab-ot ang mekanikal nga mga kabtangan nga hapit sa tradisyonal nga mga ceramics.
Maalamon kining nakalikay sa mga hagit sa direktang pagtunaw sa mga seramiko. Murag una nimong giporma ang parte gamit ang 3D printing, dayon gihatagan kini og kalag ug kusog gamit ang tradisyonal nga mga teknik.
II. Asa man gyud makita kining "kalambuan"? Ang estorya nga walay aksyon kay walay pulos lang.
Kon tawgon nimo kini nga usa ka dakong kalampusan, kinahanglan gyud nga adunay tinuod nga kahanas, di ba? Sa tinuod lang, ang pag-uswag sa aluminum oxide powder sa 3D printing dili lang kay "gikan sa wala," apan tinuod nga "gikan sa maayo ngadto sa maayo kaayo," nga nagsulbad sa daghang mga problema nga kaniadto dili masulbad.
Una, giwagtang niini ang ideya sa "pagkakomplikado" nga susama sa "kamahal." Sa naandan, ang pagproseso sa mga alumina ceramics, sama sa mga nozzle o heat exchanger nga adunay komplikado nga internal flow channels, nagsalig sa pagporma o pag-machining sa agup-op, nga mahal, makahurot sa oras, ug naghimo sa pipila ka mga istruktura nga imposible nga mahimo. Apan karon, ang 3D printing nagtugot sa direkta, "walay agup-op" nga paghimo sa bisan unsang komplikado nga istruktura nga imong madisenyo. Handurawa ang usa ka alumina ceramic component nga adunay internal biomimetic honeycomb structure, nga hilabihan ka gaan apan hilabihan ka lig-on. Sa industriya sa aerospace, kini usa ka tinuod nga "mahika nga hinagiban" alang sa pagkunhod sa gibug-aton ug pagpaayo sa performance.
Ikaduha, makab-ot niini ang usa ka "hingpit nga paghiusa sa gimbuhaton ug porma." Ang ubang mga bahin nanginahanglan sa parehas nga komplikado nga mga geometriya ug espesyal nga mga gimbuhaton sama sa resistensya sa taas nga temperatura, resistensya sa pagkaguba, ug insulasyon. Pananglitan, ang mga ceramic bond arms nga gigamit sa industriya sa semiconductor kinahanglan nga gaan, makahimo sa paglihok nga paspas, ug hingpit nga anti-static ug resistensya sa pagkaguba. Ang kaniadto nanginahanglan daghang mga bahin nga i-assemble mahimo na karon nga direkta nga 3D-print gikan sa alumina isip usa ka single, integrated component, nga labi nga nagpauswag sa kasaligan ug performance.
Ikatulo, kini nagdala sa usa ka bulawanong panahon sa personal nga pagpahiangay. Kini labi ka talagsaon sa natad sa medisina. Ang mga bukog sa tawo managlahi kaayo, ug ang nangaging mga artipisyal nga implant sa bukog adunay piho nga mga gidak-on, nga nagpugos sa mga doktor nga mag-antos niini sa panahon sa operasyon. Karon, gamit ang datos sa CT scan gikan sa usa ka pasyente, posible nga direkta nga mag-3D print sa usa ka porous alumina ceramic implant nga hingpit nga mohaum sa morpolohiya sa pasyente. Kini nga porous nga istruktura dili lamang gaan apan nagtugot usab sa mga selula sa bukog nga motubo niini, nga makab-ot ang tinuod nga "osseointegration" ug himuon ang implant nga usa ka bahin sa lawas. Kini nga matang sa gipahaum nga solusyon sa medisina kaniadto dili mahunahuna.
Ika-5. Miabot na ang umaabot, apan daghan pa ang mga hagit.
Siyempre, dili lang ta pwede nga puro estorya lang. Ang paggamit sa alumina powder sa 3D printing mura gihapon og usa ka nagtubo nga "prodigy," nga adunay dakong potensyal apan adunay usab pipila ka mga hagit sa mga tin-edyer.
Nagpabilin nga taas ang gasto: Ang high-purity spherical alumina powder nga angay para sa 3D printing kay mahal gyud. Dugangan pa niana ang minilyon dolyares nga espesyalisadong kagamitan sa pag-imprinta ug ang konsumo sa enerhiya sa sunod nga proseso sa sintering, ug nagpabilin nga taas ang gasto sa pag-imprinta sa usa ka alumina part.
Taas nga mga babag sa proseso: Gikan sa pag-andam sa slurry ug pagtakda sa parameter sa pag-imprinta hangtod sa post-processing debinding ug sintering curve control, ang matag lakang nanginahanglan ug lawom nga kahanas ug teknikal nga akumulasyon. Ang mga problema sama sa pagliki, pagkausab sa porma, ug dili patas nga pagkunhod dali nga motumaw.
Pagkamakanunayon sa performance: Ang pagsiguro sa makanunayon nga mga importanteng timailhan sa performance sama sa kusog ug densidad sa matag batch sa mga giimprinta nga piyesa usa ka importante nga babag alang sa mga dagkong aplikasyon.