Pencetakan 3D merevolusi desain dan manufaktur produk di banyak bidang: mulai dari suku cadang yang dibuat khusus untuk produk konsumen hingga produk gigi cetak 3D dan implan tulang dan medis yang menyelamatkan jiwa. Namun, proses ini juga menghasilkan banyak limbah yang mahal dan tidak berkelanjutan serta memakan waktu waktu yang lama, sehingga sulit untuk menerapkan pencetakan 3D dalam skala besar.
Setiap kali printer 3D menghasilkan objek kustom, terutama yang memiliki bentuk khusus, printer ini juga memerlukan dukungan cetak, dudukan cetak yang membantu menjaga integritas bentuknya dengan menyeimbangkan objek saat printer membuatnya lapis demi lapis. penyangga harus dilepas secara manual setelah pencetakan, yang perlu dilakukan dengan tangan dan dapat menyebabkan bentuk atau kekasaran permukaan yang tidak akurat.Bahan yang digunakan untuk membuat perancah sering kali tidak dapat digunakan kembali, sehingga dibuang, menyebabkan pencetakan 3D berkembang masalah sampah.
Basis kontrol dinamis baru untuk pencetakan 3D (kiri) akan mengurangi kebutuhan akan dukungan pencetakan (tengah), mengurangi pemborosan, dan menghemat waktu.
Untuk pertama kalinya, para peneliti di Departemen Teknik Industri dan Sistem Daniel J. Epstein di University of Southern California di Viterbi telah menciptakan metode dukungan yang murah dan dapat digunakan kembali untuk mengurangi dukungan pencetakan printer 3D yang boros ini, sangat meningkatkan biaya- efektivitas dan keberlanjutan pencetakan 3D.
Penelitian yang dipimpin oleh Yong Chen, seorang profesor teknik industri dan sistem, dan Yang Xu, seorang mahasiswa PhD, telah diterbitkan di Additive Manufacturing.
Pencetakan 3D tradisional menggunakan teknologi melt deposition modeling (FDM) untuk mencetak lapisan secara langsung pada permukaan logam statis. Alih-alih mencetak braket, prototipe baru menggunakan permukaan yang dapat diprogram dan dikontrol secara dinamis yang terbuat dari jarum logam yang dapat dipindahkan. Saat printer membangun produk selangkah demi selangkah , pin naik.Chen mengatakan tes prototipe baru menunjukkan dapat menghemat sekitar 35 persen bahan cetak.
Saya bekerja dengan dokter biomedis yang menggunakan biomaterial untuk pencetakan 3D untuk membangun jaringan atau organ, kata Chen, dan banyak dari bahan yang mereka gunakan sangat mahal — kita berbicara tentang botol kecil yang berharga $500 hingga $1.000 per botol.
Untuk printer FDM standar, biaya bahannya sekitar $50 per kilogram, tapi untuk bio-printing, itu lebih seperti $50 per gram. Jadi jika kita bisa menghemat 30 persen bahan yang digunakan untuk mencetak bahan pendukung ini, itu penghematan biaya yang sangat besar. untuk pencetakan 3D untuk keperluan biomedis.
Selain dampak lingkungan dan biaya dari limbah material, proses pencetakan 3D tradisional menggunakan perancah juga memakan waktu, kata Chen.
Saat Anda mencetak bentuk kompleks 3D, separuh waktunya adalah membangun bagian yang Anda butuhkan dan separuh lainnya membangun pendukung. Dalam sistem ini, kita tidak perlu membangun dukungan. Hasilnya, kita menghemat sekitar 40 persen dalam ketentuan waktu pencetakan.
Prototipe serupa yang dikembangkan di masa lalu mengandalkan satu motor untuk mendukung setiap braket mekanis, menghasilkan konsumsi energi yang tinggi dan produk yang jauh lebih mahal, sehingga tidak ekonomis untuk printer 3D, kata Chen.
Jadi, jika Anda memiliki 100 pin bergerak yang harganya sekitar $10 per motor, maka semuanya adalah $1.000, ditambah 25 panel kontrol untuk mengendalikan 100 motor yang berbeda. Semuanya akan menelan biaya lebih dari $10.000.
Prototipe baru tim menggunakan motor tunggal untuk menggerakkan setiap dukungan untuk memindahkan platform. Platform mengangkat beberapa set pin logam secara bersamaan, yang merupakan solusi hemat biaya. Menurut desain produk, perangkat lunak program memberi tahu pengguna bahwa mereka perlu tambahkan serangkaian tabung logam ke bagian bawah platform. Posisi tabung ini akan menentukan pin mana yang akan dinaikkan ke ketinggian yang ditentukan untuk mendukung produk cetak 3D dengan sebaik-baiknya sekaligus menghasilkan sedikit kehilangan dukungan cetak. proses ini, pin dapat dengan mudah dilepas tanpa merusak produk.
Chen mengatakan sistem ini juga dapat dengan mudah disesuaikan dengan manufaktur massal, seperti industri otomotif, dirgantara, dan kapal pesiar.
Printer FDM sudah dibuat untuk mobil besar dan badan kapal serta barang-barang konsumsi seperti furnitur. Seperti yang dapat Anda bayangkan, pembuatannya membutuhkan waktu yang sangat lama, kita berbicara sepanjang hari. Jadi jika Anda dapat memotongnya menjadi dua, Anda waktu produksi bisa turun hingga setengah hari. Ada banyak keuntungan dari pencetakan 3D ini menggunakan metode kami.
Tim juga baru-baru ini mengajukan paten untuk teknologi baru, kata Chen. Studi ini ditulis bersama oleh Ziqi Wang, seorang mahasiswa tamu di Sekolah Ilmu Komputer dan Komunikasi EPFL di Swiss, dan Siyu Gong, dari Viterbi.
Tautan asli: https://www.xianjichina.com/special/detail_479424.html
Sumber: Xianji
Waktu posting: Apr-08-2021