Всичко от принтера

3D принтирането разширява приложението си и все повече български бизнеси започват да го използват

Емил Петров
Емил Петров / 15 August 2019 13:48 >
Всичко от принтера
БЪДЕЩЕ: Студентите по медицина ще може да се обучават върху принтирани органи
Темата включва и текстовете "Месо от ориз, грах и соя" , а също и текста: "От индустрията в дома"

С прецизни движения машината изгражда слой по слой всяка обемна форма, която ѝ е зададена. Процесът продължава с часове, но магията на сътворението е такава, че човек не може да откъсне очи. Това е 3D принтирането – технология, известна от десетилетия, но която става все по-достъпна, а нейните решения влизат в полза и на все по-широк кръг индустрии – от високите технологии и машиностроенето до производството на храни, медицината, изграждането на къщи и домашното майсторство.

„В България основните потребители на тази технология са машиностроителни предприятия, които искат да създадат прототип на бъдещите си изделия“, казва Велин Недялков, мениджър продажби 3D решения в „ТехноЛогика“, представител на Stratasys, една от водещите в света компании в 3D принтирането. Фирмите също така правят и монтажни приспособления за производството на различни продукти. „Например, ако трябва да се пробиват отвори на определен модел, се прави шаблон на 3D принтер и чрез точно позициониране по него се извършва процесът. Изработката на шаблон на 3D принтер става по-лесно, защото няма технологични ограничения както при обработката на метал“, казва Велин Недялков.

„Хубавото е, че не е нужно да държите на склад тези монтажни приспособления – след като приключите някакво производство, може да ги рециклирате, а ако в бъдеще ви потрябват, ги пускате пак на принтера“, допълва мениджърът.

Някои производители използват принтерите и за крайни изделия – например, ако детайл от поточна линия се счупи, той може да се отпечата с подходящ здрав материал и линията отново да започне да работи.

Друго приложно поле на устройствата е за създаване на концептуални модели. Така още в процеса на създаване на продукта може да се разгледат различни варианти, за да се избере оптималният дизайн.
Също така могат да се използват и за прототипи, които да представят на клиента или мениджърите крайния вариант на изделието.

3D машините стават все по-достъпни за българските университети, училища и специалисти като инженери или дизайнери. Обикновено те купуват принтери от нисък клас, чиято цена е от порядъка на €2 – 3 хил. до €6 хиляди.

Технологиите
Най-масово разпространена технология при нискобюджетните принтери е FDM/FFF (Fused Deposition Modeling/Fused Filament Fabrication), създадена в края на 80-те години на миналия век от американската компания Stratasys. Тя се базира на разтапянето на полимерна нишка, с която работната глава (дюза) на машината слой по слой изгражда зададения детайл върху работна маса, която се движи по вертикалната ос.

Друга технология за 3D принтиране е с течен фотополимер (SLA). Фотополимерът е разположен във вана, като повърхностният слой се втвърдява с лазерен лъч, който обхожда повърхността. Масата се движи надолу и всеки слой се слепва с предходния. Някои фотополимерни принтери работят и със светлинен прожектор (DLP), който е разположен в долната част. Така материалът се втвърдява от горе надолу и моделът „изплува“ от течността – ефект, често използван в рекламата и киното.
КАТО В МАГАЗИНА: С пълноцветните принтери могат да се направят напълно реалистични прототипи на потребителски продукти

Другата технология е SLS (Selective Laser Sintering) и подобната ѝ SHS (Selective Heat Sintering), при която се използва прахообразен материал. Той се втвърдява с лазер (SLS) или термично (SHS), като всеки нов слой се слепва с предишния и така стъпка по стъпка се изгражда детайлът. Но тук има и допълнителна обработка, за да се подобри външният вид и физико-механичните характеристики на детайла.

Индустриални решения
„Нискобюджетните принтери са евтини и достъпни, но имат своите ограничения“, казва Велин Недялков. При тях точността на изработка не е висока, защото задвижването не може да осигури точно позициониране на главата и при работа по малки контури се появяват вибрации, които могат да повлияят на качеството. Откритата работна област също е проблем. Тя не се нагрява, а горещата разтопена пластмаса се втвърдява бързо и разликата в температурата пречи на качественото слепване на отделните слоеве.

Откритият материал също е риск, защото събира влага и това води до проблеми в качеството – в дюзата температурата е висока и се образуват мехурчета, което води до неточности и запушване.
МАЩАБ: Индустриалните 3D принтери гарантират прецизност на изработените детайли, казва Велин Недялков (на снимката)

Принтерите от висок клас използват същите технологии, както нискобюджетните, но при тях материалът се съхранява в касети или контейнери, в които няма достъп на влага. Работната област се нагрява, което помага за по-правилното изстиване на полимера, няма термичен шок и слоевете създават здрава връзка помежду си. Задвижването е прецизно и се гарантира определена точност при изработка. Освен това те използват едновременно и няколко различни видове материал. Тези устройства са и много по-големи от евтините решения и съответно могат да изработват и по-големи детайли.

Цените на такива принтери започват от €12 хил. и достигат до €500 хиляди. Но освен за прототипи те могат да се използват и за дребносерийно производство, да използват и UV устойчиви материали, така че излагането на пряка слънчева светлина да не влияе на продукцията.

За тях има и антистатични материали, които могат да се използват за отпечатването на помощни монтажни приспособления при производството на електроника. Например, ако се сглобява едно устройство, модулите, върху които се работи, се поставят в такива „форми“, с които човек може да работи по-лесно.

Най-високият клас принтери правят и пълноцветни модели с текстура, с които козметичните компании, производителите на играчки и на електроника могат да правят напълно реалистични прототипи на своите бъдещи изделия. За целите на прототипирането могат да се правят и модели, които имат и твърди, и меки компоненти – например дръжка на инструмент, мобилна електроника. Така фирмите могат буквално да „пипнат“ изделието и да изберат оптималния дизайн преди влизането му в производство.

По темата виж: Месо от ориз, грах и соя

По темата виж: От индустрията в дома

Архитектура и медицина
Такива устройства освен в машиностроенето в България се използват и в области като архитектурата, денталната медицина, дизайна и производството на електроника. Например едно от най-големите архитектурни студиа - „Иво Петров архитекти“, има фотополимерен 3D принтер от висок клас, с който представя по-добре на своите клиенти бъдещите си проекти.

Производителят на фискални устройства „Датекс“ разполага с 3D принтер, работещ с 3 материала едновременно. А в развойния център на „ТехноЛогика“ се изработват прототипи и части по поръчка. Например един от тях е прототипът на новата 330-милилитрова бутилка на една от най-големите български пивоварни.

Транспортните фирми също могат да използват 3D машините за директно производство на корпуси на фарове, външни панели и други детайли.

„Ако например се счупи корпусът, който поддържа светлинните табла или мониторите в превозното средство, компанията може да си отпечата същия детайл, без да се налага да поръчва десетки бройки“, дава пример Велин Недялков.
ПРИЛОЖЕНИЕ: Денталната медицина все по-често използва 3D принтиране за изработка на модели, по които се правят по-точни коронки и протези

„Пазарът в България се развива малко по-бавно за по-високия клас принтери, засега все още се набляга на входното ниво. Въпреки че всяка година имаме по няколко принтера от по-висок клас, включително за денталната медицина“, казва Велин Недялков. Например отивате при зъболекаря и той с интраорален скенер заснема устната кухина. Прави се 3D модел на предстоящите за изработване коронки или протези, който след това се обработва със специален софтуер и се пуска на 3D принтер.

„Добрите дентални лаборатории искат много прецизни модели и използват висококачествени принтери. Правят се дентални модели на цялата челюст, като коронките се прототипират допълнително и се вижда дали ще паснат на точното място. Това, което зъботехникът прави на ръка, се принтира много по-бързо. Но крайният продукт – от металокерамика или цирконий, все още се изработва чрез отнемане на материал или частично с 3D принтер, работещ с метал, в който инвестицията е много голяма“, обяснява Недялков. Но прототипирането пести време – пациентът няма да губи часове и дни за проби и напасване на коронката, а денталното студио от своя страна ще може да обслужи повече клиенти.

Медицината също е една от областите, които могат да се облагодетелстват най-много от технологията на 3D принтирането. „Благодарение на цветните модели и смесването на меки с твърди материали една сложна операция може по-лесно да се планира“, дава пример Недялков. С ядрено-магнитен резонанс се прави сканиране, отделните слоеве се обработват със софтуер, създава се 3D моделът на орган или част от тялото, обработва се и се принтира от подходящи материали.

„Може да направите реалистичен модел, върху който да се упражнява операцията, и тъй като той е направен от имитиращ тъканите материал, поведението е едно и също. Така има предвидимост на резултата, което е от полза за пациента. Ако има сложна черепно-мозъчна травма, също може да се направи модел“, обяснява експертът.

Така могат да се направят и модели за обучение на студенти по медицина, защото в патологията се налагат все повече ограничения за използване на човешки тела. А модели, които имитират твърдостта на тъканите, да заместят реалните тела.

Приложенията на 3D принтирането непрекъснато ще се увеличават – наскоро екип от американския университет „Карнеги Мелън“ съобщи, че е създал технология за 3D печат с колаген – основа за бъдещото принтиране на човешки органи. С подобна технология експериментират и в Медицинския университет в Пловдив. Но все още е далеч моментът, в който както в разказа на Артър Шекли „Най-необходимото“ (The Necessary Thing) универсалният репликатор ще може да отпечата всичко, което си пожелаем.

По темата виж: Месо от ориз, грах и соя

По темата виж: От индустрията в дома


Текстът е пуликуван в бр. 32 на списание "Икономист" от 16 август, който може да закупите в разпространителската мрежа в страната. Вижте какво още може да прочетете в броя
Exit

Този уебсайт ползва “бисквитки”, за да Ви предостави повече функционалност. Ползвайки го, вие се съгласявате с използването на бисквитки.

Политика за личните данни Съгласен съм Отказ