เราพบว่าเหตุใดการพิมพ์ 3 มิติจึงเป็นอันตราย ตำนานหลักเกี่ยวกับเทคโนโลยี

ตำนานหมายเลข 1การพิมพ์ 3 มิติเกิดขึ้นโดยแทบไม่ต้องใช้มนุษย์เลย 

เมื่อหลายๆ คนได้ยินเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติ

เป็นตัวแทนของส่วนกลางของเครื่องพิมพ์ 3 มิติซึ่งกระจายวัสดุสิ้นเปลืองทีละชั้น - นี่คือที่มาของผลิตภัณฑ์ใหม่ มีความเชื่อผิดๆ ว่าวงจรการผลิตแบบเติมเนื้อทั้งหมดประกอบด้วยการทำงานของอุปกรณ์เท่านั้น และแทบไม่มีบุคคลใดเกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ - เขาเพียงเปิดเครื่องพิมพ์ 3 มิติและโหลดโพลีเมอร์ ผงโลหะ หรือวัสดุอื่น ๆ ลงไป

แต่บทบาทหลักในการสร้างวัตถุนั้นเล่นโดยมันโมเดล 3 มิติ เป็นแผนที่ที่จะสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป คุณภาพและลักษณะของวิชาในอนาคตขึ้นอยู่กับการศึกษาโดยละเอียด ที่นี่จำเป็นต้องมีการมีส่วนร่วมของผู้เชี่ยวชาญที่มีความสามารถสูงในด้านการออกแบบ เทคโนโลยี และวัสดุ

ในการผลิตภาคอุตสาหกรรมการสร้างแบบจำลอง 3 มิติดำเนินการในระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย AutoCAD วิศวกรออกแบบตามข้อกำหนดทางเทคนิคและการใช้วิธีการคำนวณต่างๆ จะสร้างรูปทรงเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์ในอนาคต แม้ว่าโมเดล 3D จะมีอยู่แล้วและไม่จำเป็นต้องสร้างตั้งแต่ต้น แต่การปรับโทโพโลยีให้เหมาะสมนั้นจะดำเนินการในโปรแกรม AutoCAD ซึ่งเป็นการออกแบบใหม่สำหรับการผลิตแบบเติมเนื้อ

กระบวนการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อย้ายออกจากฮับความเครียดและกำจัดองค์ประกอบผนังบางที่อาจทำให้เกิดการแตกร้าวหรือความเสียหายอื่น ๆ ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ เมื่อใช้ร่วมกับโมเดล 3 มิติแล้ว ตำแหน่งของการรองรับทางเทคโนโลยีก็ได้รับการออกแบบเช่นกัน—โครงสร้างรองรับที่จำเป็นสำหรับการจัดวางชิ้นส่วนอย่างเหมาะสมบนแพลตฟอร์ม การระบายความร้อน และการลดความเสี่ยงของการเสียรูประหว่างการพิมพ์ผลิตภัณฑ์ การพิมพ์ยังนำหน้าด้วยกระบวนการพัฒนารูปแบบการก่อสร้างทางเทคโนโลยีซึ่งวิศวกรฝ่ายผลิตทำงานอยู่

ต่อไปตามโมเดล 3 มิติที่เตรียมไว้เครื่องพิมพ์จะพิมพ์ออกมาเอง บางครั้งอาจทำงานได้หลายวันติดต่อกัน แต่ก่อนหน้านี้ จำเป็นต้องเตรียมอุปกรณ์— ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแท่นก่อสร้างอยู่ในระดับเดียวกัน และกลไกทั้งหมดเคลื่อนไหวตามที่ควร แม้แต่ผงก็ไม่ได้ถูกเทลงในเครื่องพิมพ์ 3D เท่านั้น แต่ยังต้องผ่านขั้นตอนการควบคุมและการเตรียมการที่เข้ามาอีกด้วย 

ขั้นตอนบังคับอีกขั้นตอนหนึ่งในวงจรการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องใช้การมีส่วนร่วมของมนุษย์คือขั้นตอนหลังการประมวลผล

ความเชื่อที่ 2: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมาจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

หลายคนนึกถึงการพิมพ์ 3 มิติอย่างที่มันเป็นแสดงในภาพยนตร์ การติดตั้งหุ่นยนต์ในเวลาไม่กี่นาทีสร้างชุดซูเปอร์ฮีโร่และพิมพ์องค์ประกอบของยานอวกาศ แน่นอนว่าเทคโนโลยีกำลังดิ้นรนเพื่อสิ่งนี้ แต่วันนี้ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่นำออกจากเครื่องพิมพ์จำเป็นต้องผ่านกระบวนการภายหลัง

เพื่อบรรเทาความเครียดภายในซึ่งเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการพิมพ์ ผลิตภัณฑ์จะผ่านขั้นตอนการทำความร้อนและความเย็นสลับกัน วิธีนี้ทำให้ได้คุณสมบัติทางกลเต็มรูปแบบ จากนั้นการสนับสนุนทางเทคโนโลยีก็ถูกตัดออก - พวกเขาได้ทำหน้าที่ของตนแล้ว การกำจัดผงส่วนเกินและการรักษาพื้นผิวของผลิตภัณฑ์จะดำเนินการโดยใช้ห้องพ่นทราย หากจำเป็นต้องได้พื้นผิวที่เรียบอย่างสมบูรณ์ ให้ใช้เครื่องกัด กลึง ไฟฟ้าเคมีและเจียร สำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติก บางครั้งใช้สารเคมีหลังการบำบัดด้วยอะซิโตนหรือตัวทำละลายอื่นๆ

ตำนาน #3: คุณสามารถพิมพ์ 3 มิติอะไรก็ได้

นวัตกรรมในด้านเทคโนโลยีสารเติมแต่งปรากฏขึ้นทุกปีและเกินจินตนาการของเราไปแล้ว สเต็กเนื้อสังเคราะห์ หัวใจมนุษย์ และบ้านทั้งหลังกำลังพิมพ์อยู่ ดูเหมือนว่าความเป็นไปได้ของการผลิตแบบเพิ่มเนื้อจะไม่มีที่สิ้นสุดและเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถทำทุกอย่างได้ แต่ตอนนี้มีข้อ จำกัด หลายประการที่เกี่ยวข้องกับขนาดและวัสดุของผลิตภัณฑ์ - เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างวัตถุขนาดใหญ่และเล็กมาก

ตัวอย่างเช่น ศูนย์เทคโนโลยีสารเติมแต่งมีการติดตั้งด้วยห้องก่อสร้างสูงถึงครึ่งเมตร ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียโดยใช้เทคโนโลยีการหลอมด้วยเลเซอร์แบบคัดเลือก องค์ประกอบของเครื่องยนต์อากาศยานของรัสเซียกำลัง "เติบโต" อยู่ที่นั่นแล้ว

“นวัตกรรมในด้านเทคโนโลยีสารเติมแต่งปรากฏขึ้นทุกปี”

ความสามารถของเครื่องพิมพ์โพลีเมอร์นั้นกว้างกว่ามาก -หนึ่งในนั้นซึ่งมีรายชื่ออยู่ใน Guinness Book of Records สามารถสร้างวัตถุที่มีความยาวได้ถึง 30 เมตร ในปี 2560 มีการพิมพ์เรือเสาหินน้ำหนัก 2 ตันและยาว 7 เมตร วัตถุที่เล็กที่สุดที่พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3D คือเรือ . ความยาวน้อยกว่าความหนาของเส้นผมมนุษย์ 2-3 เท่า เพียง 30 ไมโครเมตร (0.03 มม.) 

แม้แต่บ้านก็ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติแล้วเครื่องพิมพ์สำหรับงานก่อสร้างทำงานในลักษณะเดียวกันกับเครื่องพิมพ์ FDMD ที่พิมพ์ผลิตภัณฑ์พลาสติก แทนที่จะใช้วัสดุโพลีเมอร์ ส่วนผสมซีเมนต์จะถูกใช้เป็น "หมึก" กลไกนี้มีขนาดใหญ่กว่ามาก อาคารที่พิมพ์ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีขนาด 641 ตารางเมตร ม. และตั้งอยู่ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์  

ข้อจำกัดอื่นๆ ในการผลิตสารเติมแต่งไม่เกี่ยวข้องกับขนาดของห้องสร้างเครื่องพิมพ์ 3D แต่กับวัสดุที่ใช้ ในระหว่างขั้นตอนการพิมพ์ อยู่ในสถานะของเหลวหรือหลอมเหลว ดังนั้นจึงควรละลายตามปกติ วัตถุที่เป็นไม้ ผ้า หรือกระดาษยังไม่สามารถพิมพ์ได้ เนื่องจากวัตถุเหล่านั้นจะไหม้ก่อนที่วัสดุจะหลอมละลายได้ แม้ว่าที่นี่คุณจะพบช่องโหว่: หากคุณผสมเส้นใยเซลลูโลสที่บดแล้วกับเจลที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ จากนั้นจึงแช่แข็งวัตถุ ค่อยๆ ขจัดน้ำออกจากเส้นใย คุณจะได้ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุที่คล้ายกับไม้

ตำนานหมายเลข 4ผลิตภัณฑ์การพิมพ์ 3 มิติมีคุณภาพแย่ลง

เมื่อมองจากภายนอก กระบวนการพิมพ์ 3 มิติจะดูเหมือนการใช้วัสดุทีละชั้น สิ่งนี้อาจทำให้เกิดคำถาม: เลเยอร์ต่างๆ เชื่อมโยงถึงกันอย่างแน่นหนาเพียงใด 

เมื่อพิมพ์ 3D ข้อบกพร่องหลายอย่างอาจปรากฏขึ้นดังนั้นการปฏิบัติตามกระบวนการทางเทคโนโลยีจึงเป็นสิ่งสำคัญ มากขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัสดุ ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ผงโลหะทั้งหมดได้รับการควบคุมอินพุต กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยมาตรฐาน แม้ว่าวัสดุจะได้รับการรับรอง แต่ก็เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขในการจัดเก็บอย่างเหมาะสม: หลีกเลี่ยงความชื้นและความชื้น ให้จัดเก็บไว้ในบรรจุภัณฑ์พิเศษ หากคุณไม่ตรวจสอบสภาพของหัวฉีด ให้ตั้งอุณหภูมิหรือความเร็วในการพิมพ์ไม่ถูกต้อง เลเยอร์ไม่ตรง ความร้อนสูงเกินไป หรือข้อบกพร่องอื่นๆ อาจเกิดขึ้น

หากตรงตามเงื่อนไขสินค้าคุณสมบัติจะไม่ด้อยกว่าและมักจะเหนือกว่าอะนาล็อกที่ทำโดยวิธีการแบบเดิม หากคุณเปรียบเทียบวัตถุอะลูมิเนียมสองชิ้นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์จะมีโครงสร้างที่หนาแน่นกว่า

“หากตรงตามเงื่อนไขทั้งหมด ผลิตภัณฑ์จะไม่ด้อยกว่าคุณสมบัติ และมักจะเหนือกว่าแอนะล็อกที่ทำด้วยวิธีดั้งเดิม”

ตำนานหมายเลข 5การพิมพ์ 3 มิติเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม 

การพิมพ์ 3 มิติถือว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการผลิตประเภทนี้ทำให้มีของเสียเพียงเล็กน้อย ที่จริงแล้ว นี่เป็นปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งยังไม่มีความเห็นพ้องต้องกัน 

เครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้พลังงานมากและทิ้งรอยเท้าคาร์บอนขนาดใหญ่: โครงการ ATKINS พบว่าการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีสารเติมแต่งทำให้เกิดการปล่อย CO2 มากกว่าการผลิตผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูปประมาณ 7 เท่า

แต่การใช้เทคโนโลยีสารเติมแต่งเป็นสิ่งสำคัญลดของเสียและวัสดุที่ใช้ CIM (ปัจจัยการใช้วัสดุ) ในการผลิตการหล่อไม่เกิน 40% สำหรับเทคโนโลยีสารเติมแต่ง ตัวเลขนี้เข้าใกล้ 100% เทคโนโลยีสารเติมแต่งยังช่วยลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การลดน้ำหนักของเครื่องบินลง 100 กก. สามารถประหยัด CO2 ได้มากถึง 1.3 ล้านตันตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด

อ่านเพิ่มเติม:

จรวดจีนที่ควบคุมไม่ได้จะตกลงสู่พื้นโลกในไม่ช้า เกิดอะไรขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ได้ถ่ายสิ่งมีชีวิตประหลาดที่มีหนวดซึ่งพวกเขาเข้าใจผิดว่าเป็นดอกไม้

นักโบราณคดีทางทะเลพบซากเรืออับปางในยุคกลาง