6 индустрии променени завинаги от 3D принтиране-то (Част 1)

makerbot-3d-printer

Шумотевицата покрай потреблението на 3D принтирането вещаеше употребата на 3D принтер във всяко домакинство. Макар да не се оказа точно така, употребата на технологията за индустриални цели продължава да се повишава. За това сигнализира изкупуването на на метален 3D принтер Concept Laser на компанията GE Aviation.

В допълнение на употребата му за прототипиране, причината се корени в адитивното производство (АП), което осигурява несравними методи за производството на нестандартни части по поръчка със сложни геометрии, които са непостижими с традиционни производствени технологии. АП се радва на увеличена употреба от широк спектър индустрии и приложения. Шест от тези индустрии са описани по-долу.

Архитектура

На непосредствено ниво 3D принтирането може да бъде използвано за производството на детайлни архитектурни модели. Вместо да се разчита на методи от миналото за създаването на модели за сгради, е възможно стандартни CAD модели, които се използват за дизайн на структури, да бъдат конвертирани във файлове за 3D принтиране.

3D-printiran-arhitekturen-model

3D принтиран модел на Intermountain Alta View Hospital създаден от WhiteClouds. (Изображение от WhiteClouds.)

Това може да бъде постигнато с обикновени 3D принтери на базисно ниво и дори с високотехнологични индустриални системи, които постигат висота в качеството на цветове и детайли. Например WhiteClouds, които се славят като една от най-големите пълноцветни фабрики, принтиращи с 3D, предлагат услуга наречена 3DyourPLAN, с която фирмата ще принтира пълноцветни архитектурни 3D модели.

3d-printirana-ofis-sgrada-dubai

Шейх Мохамед бин Рашид Ал Мактум открива първата 3D принтирана офис сграда в света. (Изображение от Медийния офис на правителството на Дубай)


В дългосрочен план ще бъде все повече възможно да принтираме с 3D цели сгради сгради. Технологията е още е на етап на доказване на концепцията, а единственита 3D принтирана сграда, която наистина е в употреба в момента, е Офисът на бъдещето в Дубай. Множество начинания са в своя ход, за да се превърнат 3D принтираните сгради в широко разпространена реалност. Всъщност няколко страни, включително и Обединените Арабски Емирства и Сингапур, работят, за да инкорпорират технологията в стратегиите на правителствата за бъдещето на строителството.

 

Автомобилната индустрия

Автомобилната индустрия беше една от първите, които започна да използва 3D принтирането от неговото откриване като технология за прототипиране, позволявайки на производителите на коли да интегрират дизайни по-бързо. С еволюцията на технологията, тези компании бяха първите, които да скочат в новите 3D процеси на принтиране. Например BMW, Ford и Delphi Automotive пренесоха технологията за ултра бързо производство на въглеродна течност към 3D принтирани прототипи, а в някои случаи и към крайните части.

3d-printirani-avtochasti

3D принтирани части за Rolls-Royce Phantom. (Изображение от BMW Group.)

Въпреки че към момента 3D принтирането не е най-подходящата технология за производство на крайни части, има смисъл от нея в производството на партиди от персонализирани компоненти. В случая с BMW, това означава индивидуализирани табели с име за MINI Cooper серията, но също може да бъде от полза при изработката на луксозни автомобили, от които се произвеждат само лимитирани серии.

 parvata-3d-printirane-kola-local-motors-strati

3D принтирана кола Strati concept – първото доказателство за концепцията на Local Motors. (Изображение от Volim Photo.)

Технологията бавно започва да трансформира цялата автомобилна индустрия, защото поне два от стартъпите работят, за да направят възможно създаването на цели превозни средства с 3D принтирането. Най-напредналите са Local Motors, които не само са принтирали автономно превозно средство за месно предвижване на ниска скорост, но и обещават цял флот от 3D принтирани превозни средства да присъстват на магистралите в близко бъдеще.

Divergent 3D имат друг модел в предвид – 3D принтирани метални възли, които ще бъдат използвани, за да се закачат въглеродни влакна за асемблирането на цяло автомобилно шаси. Фирмата заявява предположението си, че това ще предостави възможността за справяне със скъпите и енергоемки процеси по метално щамповане и инструментиране, които се използват в настоящето за масовото автомобилно производство.

Local Motors и Divergent 3D вярват, че нашите коли ще стават по-умни, защото производството на автомобил по поръчка ще позволи дизайните да се променят на момента, докато инкорпорирането на сензори в превозните средства ще позволи събирането на информация за бъдещите дизайни.

Медицинска и дентална индустрия  

Може би най-непосредствените и жизнеутвърждаващи индустрии, които се възползват към момента от 3D принтирането, са медицинската и денталната. Пример за най-обикновеното приложение би могло да е употребата на визуализирана медицинска информация като CT сканирането за създаване на 3D принтиран медицински модел.

Тези модели биха могли да бъдат използвани за диагностициране на болест или дори за планиране и пробна репетиция на операция, като то пози начин процедурата би била по-предвидима и времето в операционната ще намалее. За да отидем още една стъпка напред, тази информация може да бъде използвана, за да се създадат персонализирани импланти за пациент за неговите специфични нужди. Когато един имплант като този на черепната плоча или на бедрената кост е принтиран с пореста структура, което е възможно само с 3D принтиране, се насърчава растежа на костите и подпомага по-бързото възприемане от тялото на пациента.

3d-model-na-konkreten-pacient

Модел за персонализирани craniomaxillofacial ръководства за пациенти и ръководства за колянна ресекция направени от дъщерна фирма на Джондсън и Джонсън – DePuy Synthes. (Изображение от DePuy Synthes)

В тази област белгийската компания Materialise е цар. 25-годишната фирма създава софтуер специално за изграждане на персонализирани импланти за всеки пациент и модели. Всъщност от толкова дълго време го прави, че има дивизия посветена на медицината с инженери, които създават тези импланти.

Все повече 3D принтирани импланти получават регулаторна сертификация, но по-интересен е фактът, че в момента има лекарство одобрено от FDA на име Spiritam. Принтирано като моментално разтворима пудра, Spiritam е лекарство против припадъци, създадено за онези, които имат трудност да преглъщат хапчетата. Принтирано е с подобен powerbed процес като архитектурните модели на WhiteClouds, споменати по-горе, но с доста по-различен краен резултат.

В стоматологията 3D принтерите се използват сега, за да се правят 3D принтирани коронки, отливки и модели. Когато е принтиран със специални фотополимери, персонализираният модел на коронка за пациент може да бъде отлят от метал. Чистият каучук се използва, за да се създадат персонално пригодени оперативни ръководства и при медицината, и при стоматологията с цел повишаване на прецизността при операция.

Биопринтирането е от онези невероятно области в медицинското 3D принтиране, при които въпреки началната си фаза на развитие, една компания вече продава 3D принтирани клетки на черен дроб и бъбреци, за проучването и откриването на лекарства. Докато не се правят цели органи, човешките тъканни клетки могат да ускорят времето да вкарване на пазара на нови медикаменти, да намалят тестването върху животни, заедно с грешките при медикаментите, които веднъж са поставени на рафтовете.

Има два изключителни медицински и стоматологични примера за 3D принтиране, което се използва за масово производство за крайни потребителски стоки и те са слуховите апаратчета и стоматологичните изравнители.

Компании като Audicus са способни да създадат персонализирани слухови апаратчета като конвертират 3D сканиране на ушите на пациента, и после създадат модел чрез 3D принтирането. Това води до десетки милиони подобни устройства, които вече се произвеждат и продават по целия свят. Денталните изравнители са направени чрез употребата на сканиране, което е направено от скенер вътре в устата, за да бъде създаден модел. След като веднъж е принтиран, той се използва, за да се термоформироват невидимите изравнители.

montirane-na-dentalnatehnika-s-3D-printirani-obrazci

Биотехнологични дентални техници, които термоформироват над 3D принтирани модели на зъбите на пациентите си. (Изображение от Biotech Dental.)

Въпреки че не са идеални, 3D принтираните протези са невероятни примери за силно персонализираната мощ на технологията, защото хора по цял свят са получили 3D принтирани персонализирани протези на цената на няколко долара.

В следващия материал ще разгледаме останалите 3 индустрии революционализирани от технологията 3D принтиране

Източник:  http://www.engineering.com/

Превод: Светлина Трифонова

 Етикети: 3D Принтиране; Приложения ;  Материали