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Bahnbrechendes 3D-Druckverfahren

2021-11-25

Laut den ausländischen Medien Techspot haben Forscher des Applied Photonic Device Laboratory (LAPD) der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) in der Schweiz ein bahnbrechendes 3D-Druckverfahren entwickelt, das die gesamte Branche revolutionieren könnte. Beim traditionellen 3D-Druck werden Objekte Schicht für Schicht von Grund auf durch einen Prozess namens additive Fertigung aufgebaut. Es ist effektiv, aber auch mühsam, und die Auflösung oder der Detailgrad sind normalerweise nicht so gut.

Wenn der Mensch eines Tages frei "Teile" des menschlichen Körpers herstellen kann und das Ersetzen von Organen so bequem ist wie das Ersetzen von Batterien, wird die Quelle der Organtransplantation kein Problem mehr sein. Aber um den 3D-Druck lebender Organe wirklich zu realisieren, ist der Weg noch ein bisschen weit.

Bahnbrechendes 3D-Druckverfahren

In der „Primärstufe“ des 3D-Drucks ist es dem Menschen gelungen, relativ einfache Teile und Komponenten wie Zähne und Knochen präzise zu drucken und in Kliniken einzusetzen. Patienten mit Schädelverletzungen können auch durch 3D-Druck des Schädels umgeformt werden. Wenn das Druckziel auf alle „Teile“ des menschlichen Körpers ausgedehnt werden soll, ist die Herausforderung viel größer.

Zuallererst müssen Sie sicherstellen, dass sich das künstliche Organ an die mechanische Umgebung des menschlichen Körpers anpassen kann und nicht zu hart, zu weich oder kollabiert sein darf; zweitens muss das Organ überlebensfähig sein und bestimmte Funktionen erfüllen. Obwohl es beispielsweise viele 3D-gedruckte Herz-„Modelle“ gibt, gibt es kein echtes 3D-gedrucktes Herz, das erfolgreich in einen lebenden Körper implantiert werden kann.

Diese neue Technologie basiert auf dem Prinzip der Tomographie. Es beginnt mit einem Eimer mit transparenter Flüssigkeit (je nach gewünschter Leistung), die flüssiger Kunststoff oder Biogel sein kann, und wird dann in den Drucker gesteckt. Es begann sich zu drehen, fast wie von Zauberhand begann das Objekt im Behälter zu erscheinen. In etwa 30 Sekunden war der gesamte 3D-Druckprozess abgeschlossen.

Damien Loterie, CEO von Readily3D (das Unternehmen wurde gegründet, um die Entwicklung und den Verkauf der Technologie zu unterstützen) sagte, dass alles mit Licht zu tun hat. Der Laser wird verwendet, um die Flüssigkeit im Fass durch einen Prozess namens Polymerisation zu härten. Er fügte hinzu: "Je nach dem, was wir bauen wollen, verwenden wir Algorithmen, um die Position, den Winkel und die Dosis, auf die wir den Strahl richten müssen, genau zu berechnen."

Gegenwärtig kann diese neue Technologie zwei Zentimeter lange Objekte mit einer Genauigkeit von 80 Mikrometern, dem Durchmesser des Haares, herstellen. Sie hoffen jedoch, in Zukunft Strukturen unter 15 cm drucken zu können.

Es gibt viele mögliche Anwendungsfälle für diese Technologie. Christophe Moser, Leiter von LAPD, sagte, dass dies für die Herstellung kleiner Silikon- oder Acrylteile geeignet sein könnte, die nach dem Drucken nicht nachbearbeitet werden müssen. Darüber hinaus ist es auch in der Medizin und Biologie vielversprechend, da es für weiche Gegenstände wie Hörgeräte und Mundschutz verwendet werden kann.

Die aktuellen Probleme der 3D-Drucktechnologie sind vor allem hohe Gerätekosten, hohe Rohstoffkosten und geringe Verarbeitungseffizienz. Der 400D-Drucker M3 von EOS kostet beispielsweise 1.3 Millionen Euro und die Druckgeschwindigkeit beträgt nur 100 Kubikzentimeter pro Stunde. Das Rohmaterial verwendet Titanlegierungspulver. 3000 Yuan pro Kilogramm. Aus den oben genannten Gründen sind die derzeitigen Kosten des 3D-Drucks für die Massenproduktion relativ hoch, aber mit dem Fortschritt der Technologie werden die Kosten des 3D-Drucks in Zukunft schnell sinken und die Leistung wird erheblich verbessert.

Auch in China hat sich die 3D-Druckindustrie rasant entwickelt und verschiedene 3D-Druckerhersteller sind entstanden. Bei der Suche nach 3D-Druckern auf einem bestimmten Schatz liegt der Preis bei Hunderten bis Tausenden, Zehntausenden oder sogar Millionen, und es gibt viele Typen, die in allen Lebensbereichen weit verbreitet sind. Am weitesten verbreitet ist natürlich die Herstellung von Prototypen. Was ist ein Prototyp? Einige Orte werden auch als erstes Modell bezeichnet, dh als erstes Modell des Produkts. Nachdem Ihr Produkt entworfen wurde und Sie die Form direkt für die Produktion öffnen, wird das Produkt, sobald ein Designproblem auftritt, verschrottet, was viel Personal, Materialressourcen und Zeit verschwendet. während der Prototyp nur eine kleine Zahl ist. Die Probe muss die Form nicht öffnen und der Produktionszyklus ist kurz, wodurch Kosten und Zeit gespart werden.

3D-Druck ist noch nicht wirklich in das Leben der einfachen Leute eingetreten. Obwohl es viele 3D-Druckdienste und Offline-Erlebnisshops gibt, werden sie hauptsächlich für den Druck von Porträts und kundenspezifischen Produkten verwendet. Es kostet jedoch etwa 1,500 Yuan, ein simuliertes Porträt zu drucken, was zu wenigen Kunden führt. Als aufstrebende Fertigungstechnologie sollte der 3D-Druck jedoch nicht nur zur Herstellung dieser auffälligen "Luxusaccessoires" verwendet werden. In Zukunft wird es in das Leben der einfachen Leute integriert und zu einem mächtigen Werkzeug in den Händen der Menschheit werden.

In der zukünftigen Gesellschaft werden mit dem Aufkommen des Alterns, des Arbeitskräftemangels die Arbeitskosten immer höher und die Humanressourcen werden vielleicht bald die knappste und teuerste Ressource in der gesamten Gesellschaft sein. Dies ist auf die Entwicklung von Städten der ersten Reihe und westlichen Ländern zurückzuführen. Der Trend ist zu erkennen. Viele Menschen werden gezwungen sein, Heimwerker zu werden, und der 3D-Druck ist nur ein leistungsstarkes Werkzeug für Heimwerker und alle Arten von Enthusiasten.

Viele Menschen träumten in jungen Jahren davon, Erfinder zu werden, doch begrenzt durch Faktoren wie mangelndes handwerkliches Können und hohe Kosten konnten viele schöne Ideen nicht Wirklichkeit werden. Mit 3D-Druck kann jedoch jeder zur Erfindung werden. Familie. Jemand mag sagen, dass 3D-Drucksoftware sehr kompliziert und zu schwer zu erlernen sein muss. Sie wird in ein paar Jahren nicht zu meistern sein. Diese Idee ist falsch. Traditionelles mechanisches 3D-Grafikdesign ist ohne professionelles Training wirklich schwer zu erreichen. Der Autor hat das Glück, mit 3D-Design-Software (3D ONE) in Kontakt zu kommen, die in der hochwertigen Bildung in Grund- und Sekundarschulen, in der Maker-Ausbildung usw. verwendet wird. Die Software hat eine einfache Benutzeroberfläche, leistungsstarke Funktionen, einfache Bedienung und einfache Bedienung. Es realisiert die direkte Verbindung von 3D-Design und 3D-Drucksoftware, wodurch die Schwelle zum 3D-Grafikdesign erheblich gesenkt wird, selbst Kinder ohne jegliche Grundlage, in nur wenigen Stunden lernen können sie ihre eigenen 3D-Werke durch Stapeln von Bausteinen und einfaches Ziehen zeichnen Operationen und exportieren Sie sie direkt in 3D. Der Drucker druckt.

Denkbar ist, dass es nicht lange dauern wird, bis die Schwelle zum 3D-Druck weiter gesenkt wird. Es ist wirklich für alle Arten von Enthusiasten und Heimwerkern geeignet. Das goldene Zeitalter des 3D-Drucks wird wirklich kommen. Sind Sie bereit?

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