La technologie d'impression 3D et sa tendance de développement
Ces dernières années, l'application de la technologie d'impression 3D dans la conception de produits industriels, en particulier dans le domaine de la fabrication de modèles de produits numériques, est devenue une tendance et un sujet brûlant. La maturité et l'application progressives des équipements d'impression 3D de bureau ont commencé à favoriser l'essor du marché mondial de l'impression 3D. Un rapport de recherche de Global Industry Analysis Inc prévoit que le marché mondial de l'impression 3D atteindra 2,99 milliards de dollars en 2018.
I. Technologie d'impression 3D et imprimantes 3D
La technologie d'impression 3D et l'impression 3D sont deux concepts complètement différents. L'impression 3D consiste à séparer l'image en deux images de rouge et de bleu à des angles différents, puis à surimprimer les deux images ensemble en fonction de la distance de parallaxe spécifiée, et à les regarder avec des lunettes spéciales pour former un effet visuel 3D, ou après que les images sont spécialement traité, technologie d'impression qui imprime directement sur une plaque lenticulaire spéciale pour présenter un effet visuel 3D. La technologie d'impression 3D fait référence à l'utilisation de la technologie d'impression à jet d'encre tridimensionnelle, grâce à la combinaison du traitement en couches et de la formation de superposition, pour augmenter le matériau couche par couche pour générer une entité 3D, pour obtenir le même objet réel 3D que l'autre modèle 3D technologies de fabrication telles que le formage au laser. technologie de fabrication numérique.
1. Imprimante 3D basée sur la technologie d'impression 3D
L'imprimante 3D basée sur la technologie d'impression 3D envoie d'abord une certaine quantité de poudre de matière première du baril de stockage, la poudre est poussée en une fine couche par le rouleau sur la plate-forme de traitement, puis la tête d'impression pulvérise un adhésif spécial dans la zone être formé. À ce moment, la poudre qui rencontre le liant se solidifie et se lie rapidement, tandis que la poudre qui ne rencontre pas le liant reste lâche. Une fois chaque couche pulvérisée, la plate-forme de traitement baissera automatiquement un peu et continuera à circuler en fonction des résultats du découpage informatique jusqu'à ce que l'objet réel soit terminé. Une fois terminé, il suffit de balayer la couche externe lâche de poudre pour obtenir l'objet tridimensionnel souhaité.
2. Imprimante 3D basée sur la technologie de fabrication par dépôt fondu
Le principe de fonctionnement de l'imprimante 3D basée sur la technologie de fabrication par dépôt fondu est d'importer les données physiques générées par la CAO dans le logiciel de contrôle de l'imprimante 3D, puis de les traiter pour générer le chemin de déplacement du matériau de support et de la buse thermique. Ensuite, sous le contrôle de l'ordinateur, la buse thermique se déplacera sur le plan d'impression en fonction des informations de profil en coupe de l'objet. Dans le même temps, le matériau filamentaire thermoplastique sera envoyé à la buse thermique par le mécanisme d'alimentation en filament, et chauffé et fondu dans un état semi-liquide dans la buse, puis extrudé. sortir et pulvériser sur la plate-forme de travail correspondante. Après refroidissement rapide du matériau thermoplastique pulvérisé, une feuille de contour d'une épaisseur d'environ 0,1 mm est formée sur la plate-forme, formant une section imprimée en 3D. Ce processus de fonctionnement est cyclé en continu, et la hauteur de la table de transport est continuellement réduite, et les couches de sections d'impression 3D de revêtement forment une pile multicouche, et enfin les objets tridimensionnels requis sont obtenus.
II. Exigences d'application de la technologie d'impression 3D
À l'heure actuelle, la technologie d'impression 3D prend en charge une variété de matériaux et peut être largement utilisée dans différents domaines tels que les bijoux, les chaussures, le design industriel, l'architecture, l'automobile, l'aérospatiale, la dentisterie, la médecine et même l'alimentation. Les matériaux utilisés sont la résine, le nylon, le gypse, l'ABS, le polycarbonate (PC) ou des ingrédients alimentaires, selon les besoins de la cible d'application. La technologie de prototypage rapide des imprimantes 3D la rend unique sur le marché et présente un grand potentiel dans les applications de production. Les applications chaudes sont résumées comme suit.
1. Application industrielle
le"Vélo pneumatique"est le premier vélo imprimé au monde produit par la société européenne de défense aéronautique et aérospatiale à Bristol, au Royaume-Uni, à l'aide d'imprimantes 3D et de la technologie d'impression 3D. Le vélo utilise du nylon, qui est aussi solide que l'acier et l'aluminium, et est 65% plus léger que le métal. Ce qui est plus intéressant, c'est que le"vélo pneumatique", qu'il s'agisse de la roue, de la chaîne ou du roulement, est imprimé en une seule fois, sans le processus d'assemblage d'origine consistant à fabriquer les pièces puis à assembler les pièces ensemble. Une fois l'impression terminée, le vélo peut se déplacer librement. Le processus de fabrication d'un vélo est aussi simple que d'imprimer des lignes discontinues dans une impression à plat, une imprimante 3D capable d'imprimer des objets spatialement déconnectés les uns des autres.
2. Applications médicales
En médecine, la combinaison de polymères à deux photons et de matériaux biofonctionnels est modifiée en capillaires par impression 3D, qui a non seulement une bonne élasticité et une compatibilité humaine, mais peut également être utilisée pour remplacer les vaisseaux sanguins nécrotiques, combinés avec des organes artificiels, et remplacer partiellement médicaments Animaux expérimentaux en développement. Au BiotechnicalFair en Allemagne en octobre 2011, les capillaires artificiels imprimés par des imprimantes 3D ont attiré l'attention des participants. Ces capillaires artificiels ont été appliqués en médecine clinique.
3. Application vie quotidienne
"imprimante alimentaire 3D"est un équipement de fabrication alimentaire développé par l'Université Cornell à New York. Ce"imprimante alimentaire 3D"utilise un principe de fonctionnement similaire à celui d'une imprimante d'ordinateur ordinaire. Les ingrédients et les ingrédients sont mis dans le récipient (cartouche) à l'avance. Entrez simplement la recette requise et la nourriture peut être"imprimé"via le logiciel de CAO de support."sortir. Pour de nombreux chefs, ce nouvel ustensile de cuisine signifie qu'ils peuvent créer de nouveaux plats, créer des plats plus personnalisés et obtenir une plus grande valeur ajoutée des aliments. Utilisant un"imprimante alimentaire 3D"fabriquer des aliments peut réduire considérablement le lien entre les matières premières et les produits finis, évitant ainsi les effets néfastes tels que la contamination et la conservation dans la transformation, le transport et l'emballage des aliments. Étant donné que les ingrédients et les ingrédients pour la cuisson doivent être placés dans le récipient de l'imprimante, les ingrédients alimentaires doivent être dans un état liquide ou autre qui peut être"imprimé".
4. Applications informatiques
Récemment, un groupe de chercheurs de Disney a utilisé la technologie d'impression 3D pour imprimer un écran LCD et une variété de capteurs sur un plastique hautement transparent avec le même effet que le plexiglas à faible coût, réalisant une nouvelle percée dans les applications informatiques. À l'aide de conduits de lumière imprimés en 3D, il est possible de créer des pièces d'échecs de haute technologie qui détectent et affichent leurs positions actuelles.
Bien que cet écran monochrome soit insignifiant par rapport aux écrans colorés que l'on voit dans la vie quotidienne, il présente les avantages du faible coût et du processus de fabrication simple de la technologie d'impression 3D. En plus de l'affichage, une variété de capteurs peuvent être imprimés à l'aide de la technologie d'impression 3D. Ces capteurs peuvent détecter le toucher, les vibrations et d'autres stimuli grâce à la lumière infrarouge, et afficher les résultats. La technologie d'impression 3D créera sûrement plus d'applications informatiques pour la vie intelligente et la ville intelligente.
III. La tendance de développement de la technologie d'impression 3D
Ces dernières années, la technologie d'impression 3D a continué à se développer et la réduction substantielle des coûts l'a fait entrer sur le marché grand public à partir de l'espace de niche de la recherche et du développement. L'application de modèles, de cadeaux, de souvenirs et même d'objets artisanaux fabriqués par impression 3D a beaucoup attiré l'attention et les investissements sociaux. Le développement s'est accéléré et le marché a commencé à montrer un double bond en quantité et en qualité. Il est prévu que les produits finis imprimés en 3D représenteront 50 % de la production totale de produits en 2020.
En décembre 2012, le vice-ministre Su Bo du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a déclaré publiquement qu'il encouragerait l'industrialisation de l'impression 3D, formulerait une feuille de route et des stratégies de développement à moyen et long terme, et renforcerait l'orientation des politiques fiscales et fiscales. Selon le"Nouvelles sur les valeurs mobilières de Shanghai"rapport, le plan stratégique actuel lié à l'impression 3D est en cours de recherche et de formulation, et il devrait être annoncé après les deux sessions. Dans le même temps, le gouvernement local a pris les devants. le premier parc industriel d'impression 3D de mon pays sera situé dans la zone de haute technologie de Wuhan East Lake. À l'heure actuelle, la Commission municipale de développement et de réforme de Wuhan et d'autres départements mènent une enquête approfondie sur l'industrie de l'impression 3D et prévoient de préparer un plan et de fournir un soutien et une culture. Dongguan a également écrit le développement de l'impression 3D dans le rapport d'activité du gouvernement local de cette année. Shi Yusheng, directeur du Rapid Manufacturing Center de l'Université des sciences et technologies de Huazhong, la première recherche et développement de la technologie d'impression 3D en Chine,"impression"bouton. . Aujourd'hui, certaines entreprises de fonderie ont commencé à développer des imprimantes 3D à frittage laser sélectif et leurs applications, en essayant de réduire le délai de fabrication de pièces moulées complexes de 3 mois à 10 jours. Le motoriste a raccourci le cycle de développement du noyau de sable pour la culasse d'un gros moteur diesel six cylindres des cinq derniers mois à une semaine grâce à la technologie d'impression 3D. Shi Yusheng a dit :"Le plus grand avantage de la technologie d'impression 3D est qu'elle peut développer l'imagination des designers. Tant que les choses peuvent être conçues en graphiques tridimensionnels sur l'ordinateur, qu'il s'agisse de vêtements de formes différentes, d'artisanat exquis ou de voitures personnalisées, tant qu'après avoir résolu le problème matériel, l'impression 3D peut être réalisée.
Avec la percée continue de la technologie d'impression 3D, l'amélioration de nouveaux matériaux, l'amélioration continue de la vitesse et de la taille de l'impression 3D, l'optimisation continue de sa technologie, l'expansion continue des domaines d'application, en particulier le potentiel dans le domaine des arts graphiques , le modèle conceptuel en trois dimensions Pour mieux transmettre l'idée ou la solution du créateur, une image peut être meilleure qu'une description de centaines voire de milliers de mots. Les professionnels croient fermement que l'impression 3D personnalisée ou personnalisée peut mettre un modèle 3D imaginaire devant vos yeux instantanément, peut rapidement améliorer les produits, le taux de croissance dépassera l'imagination et changera l'avenir de diverses applications dans la société.
La technologie d'impression 3D éliminera les chaînes de production traditionnelles, raccourcira le cycle de production, réduira considérablement les déchets de production et réduira la quantité de matières premières nécessaires à une fraction de l'original. L'impression 3D permettra non seulement de réduire les coûts et d'améliorer la précision de la production, mais compensera également les lacunes de la fabrication traditionnelle et augmentera rapidement sur le marché civil, ouvrant ainsi une nouvelle ère de fabrication et apportant de nouvelles opportunités et espoirs à l'industrie de l'impression. .
