Fakty o drukowaniu 3D: 10 zaskakujących rzeczy.

Niezależnie od Twojego poziomu umiejętności drukowania 3D, na pewno będą to niesamowite fakty na temat technologii, która zaskoczy Cię. Zebraliśmy listę najciekawszych ciekawostek, aby zakwestionować twoje wyobrażenia o tym, czym jest i co robi drukowanie 3D.

Metal do drukowania 3D jest od dawna pożądany i istnieje wiele metod, aby to zrobić. Niestety większość z nich polega na wysłaniu projektu do firmy, aby go zrealizować. Chociaż może to być przydatne, często drukowanie bardzo małych obiektów jest bardzo drogie . Pojedynczy wydruk może kosztować od kilkuset do tysięcy dolarów.

Części z litego metalu FDM

Chcąc właściwie rozwiązać ten problem, Virtual Foundry  opracowało rozwiązanie w postaci filamentu PLA o wyjątkowo wysokiej zawartości metalu. W przeciwieństwie do większości filamentów nasyconych metalem, które nieznacznie oddają wygląd metalu,  wydruki Filamet 3D można umieścić w piecu i stopić z litymi metalowymi częściami po wypaleniu PLA.

Przed podgrzaniem w piecu filamenty te są drukowane w temperaturze 205–215 ° C, z czym  jest w stanie poradzić sobie nawet budżetowa drukarka 3D .

Inne metody

W przypadku bezpośredniego druku 3D metalu istnieje kilka opcji, ponieważ większość z nich wymaga ekstremalnie wysokich temperatur lub laserów dużej mocy. Niemniej jednak istnieją dwie koncepcje, które zasługują na wzmiankę.

W pełni metalowe części przy użyciu taniej drukarki są możliwe przy użyciu procesu zwanego odlewaniem PLA Oczywiście ten proces wymaga nieco większego zaangażowania i wymaga użycia zaawansowanego sprzętu oprócz drukarki.

Druga koncepcja polega na zastosowaniu galwanizacji do drukowania metali na powierzchni przewodzącej . Obecnie ta metoda jest jeszcze daleka od prawdziwego drukowania 3D i nadal znajduje się w fazie badań. Jednak twórca twierdzi, że osiągnął grubość osadzania 0,2 mm po godzinie drukowania. Choć jest powolny na dzień dzisiejszy, w stosunku do normalnych standardów drukowania 3D, może być nadzieją na system, który będzie szybki i tani.

Siatki dyfrakcyjne to małe elementy optyczne (rzędu nanometrów), które mogą przekierowywać i rozdzielać światło na różne kolory. Okazuje się, że ten sam opalizujący efekt można uzyskać na powierzchni wydruku 3D, jeśli materiał zostanie osadzony na powierzchni siatki dyfrakcyjnej. To całkiem fajne, gdy weźmie się pod uwagę, że te struktury są niezwykle małe w porównaniu ze standardową rozdzielczością drukowania.

Gdy pierwsza warstwa zostanie osadzona na powierzchni dyfrakcyjnej, stopione tworzywo sztuczne dopasowuje się do powierzchni, tworząc odwrotną kopię siatki. Do tej pory tę technikę stosowano zarówno z  siatką dyfrakcyjną, jak i płytami CD ze zdjętą warstwą folii.

Druk 3D, ze względu na jego niesamowity potencjał transformacji technologicznej, podlega coraz większej kontroli ze strony federalnych organów regulacyjnych. W co najmniej trzech obszarach – odpowiedzialności cywilnej, obronności i medycynie – drukowanie 3D rodzi pytania dotyczące bezpieczeństwa, odtwarzalności oraz tego, czy należy wprowadzić ścisłe regulacje dotyczące tych, którzy są właścicielami drukarek 3D.

W obszarze odpowiedzialności cywilnej powstaje pytanie, co się stanie, jeśli produkt wydrukowany w 3D spowoduje obrażenia? Kto jest odpowiedzialny? UE pracuje nad tym zagadnieniem od kilku lat, bezpośrednio reagując na rosnącą popularność drukarek 3D. Tymczasem wiele krajów, w tym Stany Zjednoczone, wciąż znajduje się na etapie dochodzenia, a jedynie specjalne ustawy, takie jak HR 3313 , zaczynają nawet zajmować się aspektami drukowania 3D.

Jeśli chodzi o obronę, słoń w pokoju to oczywiście broń drukowana w 3D . Od czasu, gdy wydanie Liberator z 2013 r. spopularyzowało ten temat, pistolety drukowane w 3D i inna broń były stałym, choć cichym, źródłem wiadomości i debat. Niedawno firma Defense Distributed, której misją jest swobodne rozpowszechnianie planów dotyczących broni drukowanej w 3D, została zmuszona do usunięcia plików pod nadzorem sędziego federalnego. Co ciekawe, administracja Trumpa zawarła porozumienie z założycielem Defense Distributed, zezwalając na publikowanie i wydawanie plików do drukowania 3D do broni palnej oraz skutecznie legalizując pistolety do druku 3D w Stanach Zjednoczonych. Zostało to jednak później zablokowane przez toczące się postępowania sądowe. Jest prawdopodobne, że ta legalna walka o pistolety z drukiem 3D będzie trwała przez wiele lat.

Wreszcie w medycynie możliwość drukowania wszczepialnych urządzeń 3D stanowi duży krok naprzód w badaniach nad implantacją chirurgiczną. To powiedziawszy, poważna przeszkoda stoi na drodze. Zasadniczo, aby urządzenie medyczne (zwłaszcza wszczepialne) zostało zatwierdzone przez FDA, należy wykazać konstrukcję uwzględniającą potencjalne wady, które mogłyby spowodować nieuzasadnioną szkodę dla pacjenta korzystającego z urządzenia. Tymczasem celem wszczepianych urządzeń drukowanych w 3D jest stworzenie urządzeń dostosowanych do konkretnych pacjentów, co zapowiada się na nieporęczne pod względem zatwierdzenia przez FDA. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z tym oficjalnym dokumentem dotyczącym regulacji urządzeń medycznych drukowanych w 3D .

Odkąd Pete Townsend z the Who rozbił gitarę w 1968 roku , pomysł rozbicia gitary stał się ikoną kultury rock and rolla. Oczywiście rozbicie gitary jest nie tylko kosztowne, ale także marnotrawstwo, ponieważ gitary powinny być odtwarzane, a nie niszczone…

Niemniej jednak druk 3D zapewnił rozwiązanie, które wciąż pozwala nam uwolnić się od frustracji w czasach muzycznej euforii, nie powodując uszkodzenia gitary o wartości tysięcy dolarów.

Yngwie Malmsteen, szwedzki gitarzysta, najbardziej znany z takich piosenek, jak „Rising force” i „Baroque and Roll”, zlecił firmie Sandvik Group, firmie inżynieryjnej, stworzenie pierwszej na świecie ,,niewymiennej” gitary . Patrząc na to, jak ta gitara jest wykonana , specyfikacje są imponujące, ponieważ jest ona wytwarzana z drukowanego laserowo tytanu, aby pozostać mocna i lekka.

W filmie z pierwszego koncertu gitara przetrwała atak Malmsteena, jednak jego wzmacniacze i otaczający sprzęt, nie dorównują gitarze i sile rock and rolla rzuconej bezlitośnie w ich kierunku.

Ciekawe, że projekt jest interesujący, ponieważ podkreśla, jak można wykorzystać druk 3D do tworzenia unikalnych i złożonych struktur, które są mocne i lekkie przy minimalnej ilości materiału. Oprócz metody wytwarzania – stworzenia pojedynczego elementu przy użyciu stopu tytanu – w projekcie wykorzystano również „izotropową lekką strukturę”, która minimalizuje materiał i maksymalizuje wytrzymałość.

Drukarki 3D są zdolne do różnych niesamowitych rzeczy, ale czy wiesz, że mogą one również wytwarzać złudzenia optyczne? W filmie z CrazyRussianHacker można zobaczyć pięć złudzeń optycznych, które zmieniają się w zależności od orientacji, na którą patrzysz. Niesamowicie, wszystkie te iluzje można łatwo wydrukować w 3D i można je znaleźć na Thingiverse:

• Złudzenie słowa, które mówi „czarny” i „biały”
• Stała strzałka skierowana w prawo / w lewo
• Trójkąt Penrose’a 1
• Trójkąt Penrose’a 2
• Wojna

Oprócz stałych złudzeń optycznych, ruchome złudzenia optyczne, takie jak złudzenie wiatraczek,  można łatwo wydrukować i zaimponują znajomym. Jeśli szukasz czegoś trudniejszego do wydrukowania, wypróbuj ten prosty słup przez iluzję zakrzywionego otworu, aby uzyskać dziwnie satysfakcjonujący wydruk 3D.

Po raz kolejny takie zabawne projekty pokazują elastyczność drukowania 3D. Geometrycznie rzecz biorąc, jedynym ograniczeniem jest Twoja wyobraźnia!

W wielu futurystycznych filmach i serialach telewizyjnych, kiedy postać jest ranna, nie brakuje części zamiennych pod ręką, aby przywrócić je do pełnej formy. I chociaż może to brzmieć jak czysta fantastyka naukowa, szybko staje się faktem naukowym w prawdziwym świecie.

Bioprint , choć wciąż w początkowej fazie badań w większości dziedzin, jest ciągle rozwijającą się dziedziną, w której koncepcje drukowania 3D są stosowane do wytwarzania tkanek specyficznych dla funkcji. Zakres zastosowania obejmuje zakres od skóry do  przeszczepów,  po serca do przeszczepów.

Nie przegap

5 najbardziej obiecujących narządów z druku 3D do przeszczepu

Niedawno naukowcy z Brown School of Engineering i University of Washington opracowali nową metodę o nazwie „SLATE” lub aparat do litolitografii do inżynierii tkankowej. To urządzenie może drukować w 3D małe sieci naczyniowe, które są niezbędne do mieszania i przepływu krwi.

Chociaż praca ta jest wstępna, pokazuje koncepcję drukowania 3D małych sieci naczyniowych, która była jednym z kluczowych ograniczeń w tworzeniu żywych tkanek zastępczych do wszczepienia ludziom. Przyszłe prace będą koncentrować się na zwiększeniu wielkości i złożoności tych sieci, a także szukaniu nowych zastosowań tego rodzaju techniki, w tym drukowanych w 3D zaworów do naczyń do kontrolowania zlokalizowanego przepływu krwi.

Aerożel to klasyfikacja materiału, w którym 99,8% jest nieważne, a pozostałe 0,2% jest stałe. Ten rodzaj materiału ma tę wyjątkową właściwość, że jest niezwykle dobrym izolatorem, nawet do tego stopnia, że ​​jest w stanie ochronić ludzką rękę przed miotaczem ognia.

Niesamowicie, ten fascynujący materiał można teraz drukować w 3D  za pomocą specjalnie zmodyfikowanej drukarki 3D. Ta szczególna konfiguracja obejmuje grafen, niezwykle mocny materiał, który w połączeniu z aerożelem jest wystarczająco lekki, aby balansować na czubku głowy mniszka lekarskiego, ale wystarczająco izolacyjny, aby ponownie wytrzymać ciepło miotacza ognia.

Obecne obszary zastosowania aerożelu z nadrukiem 3D obejmują różne zastosowania w biomedycynie, magazynowaniu energii oraz w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym . W rzeczywistości NASA bada obecnie aerożele do zastosowania w pojazdach powrotnych do eksploracji kosmosu ze względu na ich wysoce izolujące termicznie właściwości.

Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, drukowanie 3D stanowi bezpośrednie zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Jednym z przykładów są odciski palców, które można wydrukować w 3D za pomocą standardowej drukarki SLA w celu odblokowania telefonu komórkowego.

Z początku może to nie wydawać się bardzo skuteczną metodą, biorąc pod uwagę konieczność uzyskania odcisku palca, ale stanowi potencjalny problem. Na przykład potencjał dochodzenia w sprawie odblokowania telefonu podejrzanego za pomocą podniesionych odcisków palców może mieć złożone konsekwencje.

Jeśli nie było to wystarczająco złe, odnotowano również drukowanie 3D w celu stworzenia idealnie dopasowanych skimmerów kart kredytowych . Dzięki takim przykładom można być pewnym, że drukarki 3D mają duży potencjał w rozwiązywaniu problemów i powodowaniu problemów.

Roboty od wielu lat pobudzają wyobraźnię, a wraz z nadejściem drukowania 3D tworzenie ich stało się znacznie bardziej dostępne. Jedną z dróg, w których poczyniono znaczne postępy, jest wytwarzanie „miękkich” robotów. Roboty miękkie to roboty, które mają miękkie i elastyczne części, zwykle z wbudowanymi czujnikami, aby w bardziej naturalny sposób odtworzyć delikatne obchodzenie się z naturą w postaci ludzkich dłoni i kończyn.

Może nie być od razu oczywiste, dlaczego robot powinien być miękki. Jednak na przykład, aby wykonać delikatną i skomplikowaną operację, robot musi być wystarczająco delikatny, aby nie zniszczyć ludzkiej tkanki. Bez miękkich powierzchni i czujników robot nie byłby nawet w stanie uścisnąć ludzkiej dłoni bez znacznego zranienia osoby na drugim końcu.

Nie trzeba dodawać, że kilka grup badawczych pracuje nad miękkimi robotycznymi rękami i innymi przedmiotami, aby integracja robotów była płynna, choć trochę przerażająca. Druk 3D występuje w formie produkcji form lub bezpośredniego drukowania elastycznych materiałów 3D , w tym silikonu.

Jedną z największych przeszkód, które roboty mogły pokonać dzięki drukowaniu 3D, jest miękka obudowa. Dzięki bardziej miękkiej powierzchni zewnętrznej roboty mogą łatwo podnosić i manipulować delikatnymi przedmiotami bez ryzyka zmiażdżenia obiektu.

Jedną z niesamowitych cech drukarek 3D jest ich zdolność do tworzenia obiektów przydatnych w codziennym życiu. W większości przypadków są to zwykle przedmioty takie jak uchwyty na pisaki i doniczki, ale przy użyciu chemicznych właściwości plastiku istnieje również możliwość filtrowania wody.

Grupa z Duquesne University bada obecnie potencjał odfiltrowywania fluoru z wody za pomocą filamentu do druku 3D impregnowanego węglanem wapnia . Według ich badań filtry były w stanie usunąć niewielkie ilości fluoru bez żadnych zmian w filtrze podstawowym poza wydrukowaniem go jako filtr. Filtry do wody do drukowania 3D (i lejek) wymagają bardzo niewielkiego przygotowania poza standardowym drukowaniem z użyciem PLA.

Przyszłe prace tej grupy obejmują optymalizację ilości pochłoniętego fluoru poprzez zmianę wewnętrznej geometrii filtra, a także przyglądanie się obróbkom chemicznym i innym materiałom impregnowanym w celu absorpcji dodatkowego fluoru.

(Źródło zdjęcia ołowiu: plexusglobalinc.com )