Ang Vapor-Induced 3D Printing ay Nagbubukas ng mga Bagong Daan para sa mga Totoong Aplikasyon

The world of 3D printing continues to evolve in its capabilities and processes. A recent study by engineers from the University of Florida published in Natural Communications pushes this technology even further. The report details a new method of vapor-induced 3D printing that is both more economical and sustainable than the current methods. Here’s what you need to know.

Bagong Pamamaraan ng 3D Printing

Ang bagong pamamaraan na tinatawag na vapor-induced phase-separation 3D printing (VIPS-3D) ay nangangakong magbigay ng mga bagong kakayahan habang nagpapababa ng gastos para sa mga tagagawa. Ang bagong lapit na ito sa 3D printing ay nagbibigay-daan sa mga tagagawa na lumikha ng mas kumplikadong mga hugis gamit ang maraming materyales kabilang ang mga polymer, composite, at metal.

The University of Florida engineers used a new approach and chemicals to accomplish these tasks. The process began with researchers deciding on what 3D printing process to enhance. There are different methods and materials used in these applications and the researchers wanted to create a method of 3D printing that supported varying levels of porousness.

There are many use cases where porous materials are crucial. They are often more stable, lightweight, and use less material. As such, this sector of the 3D printing market has long been a focus of researchers seeking to improve operations. Here’s how this team of ingenuitive minds made it possible to print complex porous ceramic and metal shapes.

Paano Gumagana ang VIPS-3D

Ang proseso ng vapor-induced printing na ginamit upang paganahin ang pamamaraang ito ng 3D printing ay tinatawag na non-solvent-induced phase separation (NIPS). Gumagana ito sa pamamagitan ng paggamit ng 3D polymer at composite na materyales para mag-print. Isang nebulized na non-solvent ang ginagamit upang tunawin ang polymer-based na tinta mula sa naka-print na item bilang bahagi ng prosesong ito.

Sunod, nagsisimula ang proseso ng pag-alis ng mababang volatility na solvent. Ang solvent ay inaalis nang pare-pareho na nagiging matigas ang materyal nang pantay-pantay. Ang hakbang na ito ay nagpapahintulot sa polymeric phase na magsimulang patigasin ang materyal. Mahalagang tandaan, ang prosesong ito ay mas flexible pagdating sa materyales at hugis.

Mga Benepisyo ng VIPS-3D

Ang pamamaraang ito ng 3D printing ay may ilang pangunahing benepisyo na hinahangad ng mga propesyonal sa industriya. Una, pinapayagan nito ang mga inhinyero na i-scale ang mga pangunahing salik tulad ng porosity. Dagdag pa, maaari nilang i-tune ang kanilang mga likha sa espasyo, na nagbibigay-daan sa direktang pag-print ng gumaganang multi-material na mga piraso kapag pinagsama sa maraming materyales.

Kaluwagan

Isa pang malaking benepisyo ay ang karagdagang kaluwagan na dinadala ng VIPS-3D sa merkado. Pinapayagan ng proseso ang paggamit ng napakalawak na seleksyon ng mga materyales. Napatunayan ng mga inhinyero na mahusay ang pamamaraan sa pag-print ng mga ceramic at metal na item. Ang kakayahang ito ay nagbibigay-daan upang mag-print ng kumplikadong hugis gamit ang maraming materyales, kabilang ang mga gumagamit ng ceramic o metalikong particle upang magbigay ng estruktura.
Ang kakayahang i-adjust ng prosesong ito ay malaking kalamangan na maaaring makatulong na mas mabilis itong mahanap ang mga gamit sa merkado. Pinapayagan ng sistema ang mga gumagamit na itakda ang inter-filament porosity at ang inorganic space-holder. Ang opsyong ito ay nagbibigay-daan sa iyo na i-adjust ang mga kondisyon ng pag-print. Halimbawa, maaari mong piliing gawing mas magaan ang item at gumamit ng mas kaunting materyal sa pamamagitan lamang ng pagtaas ng porousness nito sa panahon ng paggawa.

Ekonomiko

Isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit napakaraming usapan tungkol sa bagong pamamaraang ito ng 3D printing ay dahil ito ay mas ekonomiko kaysa sa tradisyunal na mga pamamaraan. Ang paggamit ng mga organikong materyales at mga bagong paraan ng pag-print ay malaki ang nababawasan ng gastos.
Dagdag pa, dahil maaaring i-adjust ng proyekto ang porousness, mas kaunti ang basura o hindi kailangang paggamit ng tinta. Lahat ng mga salik na ito ay nagdaragdag sa kabuuang kita. Para sa isang kumpanya na umaasa sa 3D printing bilang bahagi ng pangunahing modelo ng negosyo, ang mga gastusing ito ay may malaking epekto.

Mas Kaunting Imprastruktura ang Kailangan

May isa pang karagdagang benepisyo ang vapor 3D printing process ng mga mananaliksik: Kailangan nito ng napakakaunting imprastruktura para i-setup, patakbuhin, at panatilihin. Ang paggamit ng non-solvent fluid ay nagbibigay-daan na ma-reclaim ang karamihan nito. Dagdag pa, ang pamamaraang ito ng 3D printing ay gumagamit ng mas kaunting kuryente kumpara sa mga umiiral na pamamaraan. Ang paggamit ng solvent ay nagpapahintulot na ma-lock ang item sa lugar nang hindi na kailangang i-reprint ang bawat seksyon. Dahil dito, mas madali itong i-setup, ilipat, at gamitin.

Kondisyon ng Silid

Kapansin-pansin, ang pamamaraang ito ng 3D printing ay maaaring isagawa sa karaniwang kondisyon ng silid. Ito ay malaking kalamangan para sa mga nagnanais mag-print ng ilang uri ng polymer at metal na kadalasang nangangailangan ng init. Ang VIPS-3D printing ng polymeric, metallic, at composite na mga materyales ay maaaring maganap sa kondisyon ng silid na may pare-parehong resulta.

Maaari Muling Gamitin

Ipinakikilala ng pamamaraang VIPS-3D ang isang solvent reclamation system. Pinapayagan ng prosesong ito ang muling paggamit ng non-solvent nang maraming beses. Pagkatapos ng bawat sesyon, inaalis at kinokolekta ang solvent. Ang estratehiyang ito ay nagsisiguro na hindi ito makapasok sa kapaligiran at nakakatipid ng pera.

Napapanatiling Paggamit ng Vapor-Induced Printing

Isa sa mga pinaka-cool na aspeto ng proyektong ito ay ang paggamit ng mga eco-friendly na likido. Ang mga bagong opsyon ng tinta para sa 3D printer ay gumagamit ng mga natutunaw na polymer-based na opsyon na hindi nakakasira sa kapaligiran. Dahil dito, maraming nagtataya na ang 3D printing ay isa sa mga pinakamainam na paraan upang makatulong na mabawasan ang epekto sa kapaligiran.

Koponan ng mga Inhinyero

Kapansin-pansin, kasama sa pananaliksik ang mga propesor ng mechanical at aerospace engineering na sina Yong Huang, Ph.D., at Marc Sole-Gras, Ph.D. Si Sole-Gras ang pangunahing may-akda ng artikulo at dating estudyante ni Dr. Huang. Ang koponan ay nag-file at nakatanggap ng dalawang patente bilang bahagi ng kanilang pananaliksik na karamihan ng pondo ay nagmula sa National Science Foundation at Department of Energy.

Posibleng Mga Aplikasyon

Maraming aplikasyon kung saan ang porous na materyales sa 3D printing ay mahalaga para sa pagkumpleto ng isang gawain. May mga pagkakataon na kailangan gawing porous ang item upang ito ay maging mas magaan, magbigay ng daloy ng hangin, o maging mas matibay structurally. Narito ang mga pangunahing industriya na maaaring maapektuhan ng pag-unlad na ito.

Kalusugan

Ang paggawa ng porous na medikal na implant o iba pang kapaki-pakinabang na item sa kalusugan ay isang perpektong halimbawa kung paano makakatulong ang teknolohiyang ito sa milyun-milyong tao na magkaroon ng mas maginhawang buhay. Sa kasalukuyan, napansin na ng mga mananaliksik ang potensyal nito sa larangan ng bone tissue engineering.
Maaaring gamitin ng sektor na ito ang pamamaraan upang lumikha ng realistic na mga implant na tumutugma sa porousness ng ibang selula sa iyong katawan. Ang lapit na ito ay makakatulong na mabawasan ang epekto ng mga prosthetic at implant sa pamamagitan ng pagpapahintulot na mas mahusay silang ma-assimilate sa loob ng iyong katawan.

Biohybrid na Robotika

Isa pang larangan na maraming pakinabang mula sa integrasyon ng VIPS-3D ay ang mga biohybrid na robot. Ang mga aparatong ito ay ginawa upang tularan o palawakin ang mga natural na mekanikal na proseso. Maaaring isipin mo ang mga robot na kahawig ng tao o ibang hayop. Maaari pa nilang pagsamahin ang organikong tisyu sa mekanikal na proseso upang makamit ang kahanga-hangang mga layunin.
Ang mga biohybrid na robot ay patuloy na umuunlad at may magandang dahilan. Maaari silang makatulong sa milyun-milyong tao. May mga biohybrid na robot na tumutulong sa mga tao na magsalita, maglakad, at sa hinaharap, makakita. Ang integrasyon ng AI ay nakatulong upang pasiglahin ang industriyang ito. Ngayon, maaaring makatulong ang VIPS-3D na gawing mas magaan ang mga ito, na magpapabuti sa buhay ng baterya at portability.

Aerospace

Ang industriya ng aerospace ay isa pang larangan kung saan umuunlad ang mga porous na pamamaraan ng 3D printing. Ang porousness ay mahalaga sa pagpapababa ng timbang at kapag pinag-uusapan ang aerospace, laging sentro ang bigat. Maaaring pasimplehin ng bagong pamamaraan ang paglikha ng magagaan na produkto ng aerospace nang mabilis.
Maaaring magamit balang araw ang mga 3D printer na ito upang lumikha ng mga kapalit na bahagi para sa isang spacecraft. Ang kakayahang i-customize ang paggamit ng materyales at pagsamahin ang mga polymer at metal ay ginagawa itong perpektong solusyon para sa mga ganitong sitwasyon.

Mga Kumpanyang Maaaring Makikinabang mula sa Vapor-Induced Printing

Maraming industriya at negosyo ang makakakita ng direktang benepisyo mula sa teknolohiyang ito kung ito ay magtatagumpay. Mula sa aerospace hanggang sa enerhiya at automotive, tumataas ang paggamit ng 3D printing. Narito ang ilang kumpanya na maaaring gamitin ang teknolohiyang VIPS-3D upang mapabuti ang kanilang mga alok at posisyon sa merkado.

1. Ansys Inc

Ang Ansys ay isang US-based na provider ng engineering simulation software at serbisyo na nakamit ang reputasyon bilang isang nangunguna sa merkado. Ang kumpanya ay dalubhasa sa simulation services na tumutulong sa masalimuot na disenyo ng produkto. Ang integrasyon ng VIPS-3D ay maaaring makatulong na mapagaan ang maraming hamon sa disenyo na kinahaharap ng mga kliyente nito.

Ang Ansys ay kilala sa merkado at kasalukuyang pinakamalaking engineering simulation company sa buong mundo. Ang kanilang kliyente ay sumasaklaw sa mga industriya ng materyales, enerhiya, pangangalaga sa kalusugan, automotive, at aerospace. Ang iba’t ibang kliyenteng ito at ang pangangailangan para sa kanilang mga serbisyo ay tumulong sa kumpanya na makamit ang patuloy na magagandang forecast ng kita.

2. Materialise NV

Ang Belgium-based na Materialise NV ay nag-aalok ng mga serbisyo ng 3D printing sa mga kliyenteng enterprise-level. Ang tagagawa ay nag-aalok ng parehong software at printing solutions sa pandaigdigang audience.

Nakaranas ito ng malaking paglago ngayong taon. Partikular, nakakita ang kumpanya ng 30% na pagtaas sa kita dahil sa tagumpay nito sa sektor ng medical additive manufacturing.

Vapor-Induced 3D Printing – Mas Matibay at Mas Napapanatili

Kapag tiningnan mo ang bagong pamamaraang ito ng 3D printing, madaling makita kung bakit sinasabi ng maraming tao na ito ang kinabukasan ng industriya. Ang kakayahan nitong mag-print ng maraming materyales sa kumplikadong anyo ay nagbibigay dito ng kakaibang katangian. Dagdag pa, ang pokus nito sa napapanatili at ekonomiya sa loob ng proseso ng paglikha ay ginagawa itong perpektong solusyon para sa maraming kumpanya sa hinaharap.

Alamin ang iba pang mga cool na proyekto ng 3D printing dito.