Ce au în comun o casă, un recif de corali, celulele pielii și un fierăstrău?
Toate au fost imprimate 3D.
Nu este un secret faptul că imprimarea 3D accelerează inovația în diverse domenii, inclusiv stomatologie, fabricarea ochelarilor sau protezelor, designul de mobilier, arheologie, paleontologie și științe criminalistice. E abia începutul! Întregul potențial al imprimării 3D urmează să fie revelat odată cu îmbunătățirea semnificativă a modului în care trăim și lucrăm.
Ce este imprimarea 3D?
Imprimarea 3D are la bază procese distincte grație cărora o piesă este fabricată aditiv, prin introducerea sau lipirea unui anumit material. Obiectele tipărite 3D pot fi complexe din punct de vedere geometric și au o mare aplicabilitate. Imprimantele costă de la câteva sute, la câteva milioane de dolari și utilizează o gamă largă de tehnologii pentru a tipări piesele.
Imprimarea 3D este o componentă a fabricației aditive. Fabricația aditivă este procesul prin care o piesă e realizată adăugându-se material, în timp ce procesul de fabricație subtractiv este cel în care piesa e realizată prin înlăturarea materialului. În procesul de tipărire 3D, o imprimantă 3D realizează un obiect tridimensional, pornind de la un fișier CAD (proiectare asistată de computer). Există o varietate de materiale și tehnologii de imprimare 3D disponibile, ceea ce face crearea pieselor pentru diverse industrii mai simplă ca oricând.
Cum se folosește imprimarea 3D în producție?
Deși imprimarea 3D a fost adesea asociată cu realizarea jucăriilor/figurinelor sau a articolelor diletantice, cu ajutorul ei pot fi produse, de asemenea, piese care fac față unor medii dificile. Deloc întâmplător, piesele imprimate 3D sunt utilizate în procesele de fabricație ale unor industrii precum cea energetică, auto și de apărare. Furnizând prototipuri funcționale, instrumente, dispozitive, sau piese de uz final, industria imprimării 3D transformă multe industrii și procese de fabicație.
Majoritatea oamenilor presupun că imprimantele 3D sunt o tehnologie nouă, fiind surprinși să descopere că, de fapt, tehnologia există din anii ’80. Cu toate acestea, până în 2009, imprimantele au fost folosite cu precădere în scopuri industriale, fiind extrem de costisitoare pentru majoritatea companiilor. În prezent, firme din întreaga lume folosesc imprimantele 3D, costurile micșorându-se semnificativ. O mare parte a creșterii înregistrate de industria de imprimare 3D se datorează utilizării sporite a imprimantelor 3D în procesele de fabricație, lucru considerat anterior imposibil.
Care sunt cele mai comune tehnologii de imprimare 3D?
Deși există multe tehnici de imprimare 3D, în continuare ne vom referi doar la cele mai comune:
- FFF (Fabricare de Filamente Fuzionate), cunoscută și sub denumirea de FDM (Modelare de Depunere Fuzionată);
- CFR (Armare Continuă a Fibrelor), acronimul la Continuous Fiber Reinforcement.
FFF – Fabricarea de Filamente Fuzionate
Fabricarea de Filamente Fuzionate este cel mai comun și accesibil tip de imprimare. Majoritatea mașinilor folosesc această tehnologie. În FFF, piesele sunt construite prin topirea și extrudarea filamentului termoplastic, depus de o duză a imprimantei, strat cu strat, în zona de construcție.
CFR – Armarea Continuă a Fibrelor
Armarea continuă a fibrelor este un proces care permite imprimantelor 3D să consolideze părțile FFF cu fibre continue. Un mecanism capabil de CFR utilizează două sisteme de extrudare – unul pentru filamentele convenționale FFF, al doilea – pentru fibre continue cu catenă lungă. Fibrele continue sunt așezate stratificat, înlocuind umplutura FFF. Piesele rezultate sunt de până la 10 ori mai puternice decât orice material FFF standard, cum ar fi ABS sau PLA), putând înlocui piesele din aluminiu.
*
Mai mult cu… mai puțin
Imprimantele 3D pot crea piese personalizate, de volum mic, rapid, la costuri reduse, permițând companiilor să se concentreze pe obținerea veniturilor și a pieselor de uz final, în loc să depună efort, pierzând timp și bani pentru piese care ar putea să nu genereze venituri.
Cu o imprimantă 3D puteți itera rapid proiectele, fără a pierde resurse în așteptarea unor piese care nu îndeplinesc standardele de calitate. Acest lucru face ca imprimantele 3D să fie perfecte pentru prototipuri, scule și dispozitive personalizate de volum redus, cu geometrii complexe, greu de prelucrat, fiind esențiale pentru un proces de producție eficient.