Ang bagong low-cost na dinamikong kinokontrol na ibabaw para sa mga 3D printer ay binabawasan ang paggastos at makatipid ng oras

Ang bagong base na kontrolado ng pabagu-bago para sa pag-print ng tatlong-dimensional (kaliwa) ay magbabawas ng pangangailangan para sa pag-print ng mga nakatayo (gitna), mabawasan ang mga gastos at makatipid ng oras. May-akda: He Chen

Maaaring i-rebolusyon ng three-dimensional na pagpi-print ang disenyo at produksyon ng produkto sa isang malawak na saklaw – mula sa hindi pamantayang mga sangkap para sa mga kalakal ng consumer hanggang sa three-dimensional na naka-print na mga produktong dental at implant ng buto at medikal na maaaring makatipid ng buhay. Gayunpaman, ang proseso ay lumilikha din ng isang malaking halaga ng mahal at pabagu-bago ng basura at gumugugol ng oras, na ginagawang mahirap na maipatupad nang malimit na dimensional na pag-print.

Tuwing gumagawa ang isang 3D printer ng sarili nitong mga object, lalo na ang mga produkto na may di pangkaraniwang hugis, kailangan din nitong mag-print ng mga stand – naka-print na stand na balansehin ang bagay habang lumilikha ang printer ng layer sa pamamagitan ng layer, na tumutulong na mapanatili ang integridad ng form. Gayunpaman, pagkatapos ng pagpi-print, ang mga suportang ito ay dapat na alisin sa pamamagitan ng kamay, na kung saan ay nangangailangan ng pagtatapos sa pamamagitan ng kamay at maaaring humantong sa mga kawastuhan sa hugis o pagkamagaspang sa ibabaw. Ang mga materyales na kung saan madalas gawin ang mga taga-baybayin ay hindi maaaring magamit muli, kaya’t itinapon sila, na nag-aambag sa lumalaking problema ng mga three-dimensional na labi ng pag-print.

Sa kauna-unahang pagkakataon ang mga mananaliksik sa USC Viterbi Department of Industrial and Systems Engineering Daniel J. Gumawa si Epstein ng isang murang maramihang pamamaraan ng suporta upang mabawasan ang pangangailangan para sa mga 3D printer upang mai-print ang mga nasayang na base, na lubos na napapabuti ang pagiging epektibo at katatagan para sa pag-print ng 3D.

Ang gawain, sa pamumuno ni Yong Chen, isang propesor ng pang-industriya at sistema ng engineering at isang nagtapos na mag-aaral ng Yang Xu, ay nai-publish sa Produksyon ng mga additives.

Ang tradisyunal na three-dimensional na pag-print gamit ang pamamaraan ng fuse surfacing modeling (FDM) na naka-print sa mga layer nang direkta sa isang static na ibabaw ng metal. Sa halip, ang bagong prototype ay gumagamit ng isang napaprograma na pabago-bagong kontroladong ibabaw na gawa sa mga palipat na metal na pin upang mapalitan ang mga naka-print na suporta. Tumaas ang mga pin kapag ang printer ay unti-unting lumilikha ng produkto. Sinabi ni Chen na ang pagsubok sa bagong prototype ay ipinapakita na nakakatipid ito ng halos 35% ng mga materyales na ginamit upang mag-print ng mga bagay.

“Nakikipagtulungan ako sa biomedics na gumagawa ng three-dimensional na pag-print gamit ang biomaterial upang makabuo ng mga tisyu at organo,” sabi ni Chen. “Napakaraming materyales na ginagamit nila ay napakamahal – pinag-uusapan natin ang tungkol sa maliliit na bote na nagkakahalaga ng $ 500 at $ 1,000.”

“Para sa maginoo na mga FDM printer, ang halaga ng mga materyales ay halos $ 50 bawat kilo, at para sa bioprinting – higit sa $ 50 bawat gramo. Kaya, kung makatipid tayo ng 30% sa materyal na mapupunta sa pagpi-print ng mga batayan na ito, ito ay isang malaking pag-save ng three-dimensional na pag-print para sa mga biomedical na layunin, “sabi ni Chen.

Bilang karagdagan sa epekto ng mga basurang materyales sa kapaligiran at gastos, ang tradisyunal na mga proseso ng pag-print ng tatlong-dimensional na gumagamit ng mga base ay tumatagal din ng mahabang panahon, sinabi ni Chen.

“Kapag nag-print ka ng 3-D kumplikadong mga hugis, kalahati ng oras na itinatayo mo ang mga bahagi na kailangan mo, at ang kalahati ng oras na lumikha ka ng mga props. Kaya sa sistemang ito hindi kami nagtatayo ng isang paanan. Kaya, sa mga tuntunin ng oras ng pag-print, mayroon kaming makatipid na halos 40%. ”

Sinabi ni Chen na ang mga katulad na prototype na nabuo sa nakaraan ay umaasa sa magkakahiwalay na motor upang maiangat ang bawat isa sa mga suportang mekanikal, na nagreresulta sa mga produktong may mataas na enerhiya na mas mahal din upang bilhin at samakatuwid ay hindi epektibo para sa mga 3D printer.

“Kaya’t kung mayroon kang 100 mga pin at ang halaga ng bawat engine ay halos $ 10, ang buong bagay ay $ 1,000, maliban sa 25 control boards upang makontrol ang 100 iba’t ibang mga engine. Ang lahat ay nagkakahalaga ng higit sa $ 10,000. “

Ang isang bagong koponan sa pagsasaliksik ng prototype ay gumagana, ilulunsad ang bawat isa sa mga indibidwal na props mula sa isang solong engine na gumagalaw sa platform. Ang platform ay sabay na binubuhat ang mga pangkat ng mga metal na pin, ginagawa itong isang mabisang solusyon. Batay sa disenyo ng produkto, sasabihin ng program software ang gumagamit kung saan magdagdag ng isang serye ng mga metal tubes sa base ng platform. Ang posisyon ng mga tubo na ito ay matutukoy kung aling mga pin ang babangon sa isang tiyak na taas upang mas suportahan ang mga three-dimensional na naka-print na produkto pati na rin lumikha ng hindi bababa sa dami ng basura mula sa mga base sa pag-print. Sa pagtatapos ng proseso ang mga pin ay madaling maalis nang hindi sinisira ang produkto.

Sinabi ni Chen na ang sistema ay madaling maiakma para sa malakihang produksyon, tulad ng sa mga industriya ng automotive, aerospace at yacht.

“Lumilikha na ang mga tao ng mga FDM printer para sa malalaking katawan ng sasakyan at barko, pati na rin para sa mga kalakal ng consumer tulad ng kasangkapan. Tulad ng naiisip mo, ang kanilang oras ng konstruksyon ay talagang mahaba – pinag-uusapan natin ang buong araw, “sabi ni Chen.” Kaya’t kung makatipid ka sa kalahati niyon, ang iyong oras ng pagmamanupaktura ay maaaring mabawasan hanggang tanghali. Ang paggamit ng aming diskarte ay maaaring magdala ng maraming ng mga benepisyo sa ganitong uri ng three-dimensional print ”.

Sinabi ni Chen na ang koponan ay nag-apply din kamakailan para sa isang patent para sa bagong teknolohiya. Ang mga kapwa may-akda ng pag-aaral ay sina Zitsi Wang, isang dating mag-aaral na panauhin sa EPFL Switzerland College of Computer and Communication Science, at Xi Gong ng USC Viterbi.

Sanggunian: “Maramihang suporta para sa paggawa ng mga additives” Yang Xu, Jiti Wang, Xi Gong at Yong Chen, Enero 12, 2021 Produksyon ng mga additives.
DOI: 10.1016 / j.addma.2021.101840

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.