صنعت چاپ سه بعدی صنعت آلومینیوم چین

فناوری پرینت سه بعدی که به عنوان تولید افزودنی نیز شناخته می شود، در ایالات متحده آغاز شد. فن آوری نور کیور در ابتدا توسط چارلز هول در سال 1986 توسعه یافت و سیستم های سه بعدی تاسیس شد. از آن زمان، پس از بیش از 20 سال توسعه، فناوری چاپ سه بعدی روز به روز بهبود یافته و فروش محصولات و خدمات مرتبط همچنان رو به افزایش بوده است. بر اساس آمارهای Wohlers Associates، از سال 1992 تا 2017، نرخ رشد ترکیبی سالانه محصولات پرینت سه بعدی و درآمد کسب و کار خدمات مرتبط با آن 25.4 درصد بوده است. در دنیا، کشوری که بیشترین پرینترهای سه بعدی را در آمریکا تولید و خریداری می کند و سهم کشور من بسیار ناچیز است. در سال 2020، سهم بازار پرینت سه بعدی جهان به حدود 12 میلیارد دلار خواهد رسید که ایالات متحده تقریباً 50٪، اروپا تقریباً 25٪، کشور من و ژاپن هر کدام تقریباً 10٪ و سایر کشورها و مناطق تقریباً 5٪ را به خود اختصاص می دهند.

صنعت چاپ سه بعدی یک صنعت همه کاره است که می تواند تقریباً هر محصولی را تولید کند و مواد مورد استفاده می تواند فلزی یا غیرفلزی باشد. در بین مواد فلزی مورد استفاده، آلیاژ آلومینیوم بیشترین استفاده را دارد. فناوری پرینت سه بعدی را می توان برای تمامی قطعات، مقالات، تجهیزات و غیره که با تکنولوژی سنتی ساخت قابل استفاده است. از سال 2019، صنعت چاپ سه بعدی کشور من سرعت توسعه خود را تسریع کرده است و قبلاً در سطح جهانی در برخی از محصولات پیشرو بوده است. با این حال، هنوز در مقایسه با کشورهای پیشرفته به طور کلی شکاف هایی وجود دارد و ممکن است تا سال 2025 به یک رهبر جهانی تبدیل شود.

پرینت سه بعدی اولین خودروی فوق اسپورت جهان

سیلندرهای موتور ماشین چاپ سه بعدی موجود است

در سال 2014، اولین ماشین پرینت سه بعدی جهان به بازار عرضه شد. بیش از 40 قسمت روی بدنه خودرو با آلیاژ آلومینیوم چاپ شده است. در سال 2015، شرکت آمریکایی Divergent Microfactories (DM) اولین خودروی فوق‌العاده اسپورت پرینت سه بعدی جهان "بلید" را به بازار عرضه کرد.

به منظور ترویج کاربرد فناوری پرینت سه بعدی در صنعت خودروسازی، فورد و اگزون یک تیم تحقیقاتی متشکل از مهندسان، دانشمندان مواد و کارشناسان ساخت را در سال 2019 تشکیل دادند. آلیاژ آلومینیوم 6061 به عنوان ماده و فناوری چاپ سه بعدی برای چاپ نمونه اولیه بلوک موتور خودرو استفاده شد. عملکرد این نمونه بهتر از حد انتظار است، بیش از 30 درصد مواد اولیه صرفه جویی می شود و دوره ساخت بسیار کوتاه شده است.

آلیاژ 6061 نوعی آلیاژ آلومینیوم فرفورژه با سابقه طولانی و خواص جامع خوب است. ترکیب کالیبره شده آن (جرم درصد): Si0.40-0.8، Fe0.7، Cu0.15-0.40، Mn0.15، Mg0.8-1.2، Cr0.04-0.35، Zn0.25، Ti0.15، سایر ناخالصی ها به صورت جداگانه 0.05 Al هستند، مجموعا 0.05 Al است، مجموعا 0. آلیاژ 6061 نوعی آلیاژ Al-Mg-Si است، فاز تقویتی آن Mg2Si و محتوای Mg2Si آن ≥1.4٪ است. به منظور بهبود عملکرد قوی، 0.25٪ مس و 0.2 اضافه می شود تا اثر نامطلوب مس بر مقاومت در برابر خوردگی را جبران کند. %Cr. آلیاژ می تواند پس از عملیات حرارتی استحکام بالاتری به دست آورد، اما به دلیل حساسیت بالا به خاموشی، نیاز به تصفیه مجدد محلول و کوئنچ در آب برای به دست آوردن استحکام بالاتر پس از اکستروژن دارد. دمای خاموش کردن آلیاژ 6061 515-525 ℃ است. بهتر است در اسرع وقت پس از کوئنچ (160-170 درجه سانتیگراد، 8-12 ساعت، T6) به طور مصنوعی پیر شود تا قدرت بیشتری به دست آید، اما پس از خاموش کردن، اگر بیش از 30 دقیقه در دمای اتاق بماند، پیری کلمات برای قدرت بسیار مضر هستند. آلیاژهایی با Mg2Si بیشتر از 1% به مدت 24 ساعت در دمای اتاق باقی می مانند و استحکام آنها حدود 10% کمتر از آلیاژهایی است که بلافاصله پس از خاموش شدن کهنه می شوند. به این پدیده «اثر پارکینگ» یا «تاخیر پیری» می گویند. با این حال، برای آلیاژهای با Mg2Si کمتر از 0.9٪، در طول زمان پارک برای استحکام مفید است. این اثر مربوط به توانایی هسته‌زایی گروه اتم محلول خالی است که در طول پارک در دمای اتاق و دمای حیاتی هسته‌زایی TC تشکیل می‌شود. Tc آلیاژ Al-Mg2Si با غلظت بالا بیشتر از 170 درجه سانتی گراد است و گروه محلول خالی تشکیل شده در دمای اتاق کوچک است که به اندازه بحرانی نمی رسد و همچنین باعث کاهش فوق اشباع پایه می شود. بنابراین، در طول پیری مصنوعی تنها چند خوشه اندازه وجود دارد. به فاز رسوبی تبدیل می‌شود و چون غلظت ماتریس پس از تشکیل گروه کاهش می‌یابد، یک هسته کریستالی جدید نمی‌تواند به طور مستقل تشکیل شود، بنابراین فقط یک فاز رسوب‌شده درشت و استحکام کم می‌توان به دست آورد. در مقابل، هنگامی که آلیاژ کم غلظت پس از پارک شدن به طور مصنوعی کهنه می شود، یک فاز بارش بسیار پراکنده به دست می آید که برای استحکام مفید است. این ممکن است به شرایط مختلف هسته‌زایی آلیاژهای کم غلظت مربوط باشد. افزودن مس کمتر از 0.4 درصد می تواند اثرات نامطلوب اثر پارکینگ را کاهش دهد زیرا مس می تواند سرعت پیری طبیعی آلیاژ AI-Mg-Si را کاهش دهد.

آهن یک ناخالصی مضر از آلیاژ AI-Mg-Si است که برای استحکام خوب نیست. مقدار کمی از ناخالصی روی تقریباً هیچ تأثیری بر استحکام ندارد. ردیابی عنصر خاکی کمیاب RE می تواند به طور قابل توجهی عملکرد فرآیند ریخته گری، پردازش و عملیات حرارتی آلیاژ Al-Mg-Si را برای سیم رسانا بهبود بخشد. افزودن 0.1% RE به آلیاژ Al-0.6Mg-0.6Si نه تنها کیفیت شمش را بهبود می بخشد، بلکه روند کشیدن سیم را بهبود می بخشد و بازده را افزایش می دهد. می توان آن را مستقیماً پس از نورد گرم خاموش کرد، نیاز به درمان محلول، صرفه جویی در انرژی و نیروی کار را پس از پیری (165 ℃/4 ساعت)، می توان حدود 15 مگاپاسکال افزایش داد و مقاومت را می توان تا بیش از 2٪ کاهش داد.

خواص مکانیکی معمولی آلیاژ 6061: استحکام کششی 316 مگاپاسکال، استحکام تسلیم 281 مگاپاسکال، ازدیاد طول 12 درصد.

محصولات پرینت سه بعدی معمولی در کشور من در میان پیشرفته ترین های جهان رتبه بندی شده است

در سال‌های اخیر، کشور من دستاوردهای خارق‌العاده‌ای در زمینه پرینت سه بعدی محصولات آلیاژ آلومینیوم داشته است و برخی از محصولات چاپ سه بعدی در بین محصولات پیشرفته دنیا قرار گرفته‌اند.

آلیاژ آلومینیوم دارای خواص عالی در دمای پایین است و خواص مکانیکی مختلف به طور همزمان با کاهش دما افزایش می یابد. این یک ماده عالی برای تولید تجهیزات با دمای پایین است. اگر ژاپن و ایالات متحده فضاپیمایی را با هیدروژن مایع (252.8- درجه سانتیگراد) و اکسیژن مایع (183- درجه سانتیگراد) پرتاب کنند، مخزن سوخت با صفحه آلیاژی 2219 جوش داده می شود، بنابراین نویسنده معتقد است که مخزن سوخت مایع کشور من و بدنه مخزن حلقه اتصال نیز می تواند از آلیاژ 2219 ساخته شود.

در 4 آگوست 2006، یک حلقه آلیاژ آلومینیوم غول پیکر با قطر 5 متر توسط شرکت Southwest Aluminium (Group) با مسئولیت محدود نورد شد.

نمونه اولیه حلقه اتصال حلقه اتصال دستگاه پرتاب سنگین کلاس 10 متری آلیاژ آلومینیوم قطعات پرینت سه بعدی آلیاژ آلومینیوم 2219 در ژانویه امسال منتشر شد.

نمونه حلقه اتصال وسیله نقلیه پرتاب سنگین آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا کلاس 10 متر اولین نمونه حلقه اتصال وسیله نقلیه پرتاب سنگین آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا در کلاس 10 متر است که توسط مرکز ملی نوآوری ساخت افزودنی و تیم Academician Lu Bingheng3 University Printing Xi'an ساخته شده است. . نمونه اولیه از فناوری تولید یکپارچه مواد افزایش و کاهش فیوز قوس الکتریکی استفاده می کند و به پیشرفت های تکنولوژیکی عمده ای در پایداری کلی فرآیند تولید، کنترل دقیق، تغییر شکل و کنترل تنش دست یافته است.

حلقه 10 متری آلیاژ آلومینیومی بسیار بزرگ، ساختار کلیدی است که بخش لوله، قسمت جلو و عقب مخزن پرتاب سنگین و فضای بین جعبه موشک را به هم متصل می کند. حلقه آلیاژ آلومینیوم فوق العاده بزرگ 10 متری دارای جرمی در حدود 1 تن است و از تجهیزات فرآیندی چند رشته ای استفاده می کند. فرآیند چاپ بسیار ساده شده است، هزینه به شدت کاهش می یابد، و چرخه تولید بسیار کوتاه شده است، که تنها 30 روز طول کشید. در حال حاضر، تکمیل موفقیت آمیز حلقه فوق العاده بزرگ با فناوری چاپ یکپارچه جمع و تفریق مواد مورد استفاده این بار برای اولین بار در جهان است. این دستاورد به چاپ سه بعدی کمک می کند تا صنعت هوافضای کشور من را توسعه دهد و در عین حال پشتیبانی فنی را برای آماده سازی سریع قطعات اصلی در صنعت هوافضای کشورم فراهم کند.

سیم چاپ سه بعدی می تواند از آلیاژ آلومینیوم 2219 استفاده کند. آلیاژ آلومینیوم 2219 نوعی آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا سری Al-Cu است که به طور گسترده در صنایع هوافضا و دفاع ملی و نظامی استفاده می شود. ترکیب کالیبره شده آن (جرم درصد): Si0.2، Fe0.3، Cu5.8-6.8، Mn0 0.2-0.4، Mg0.02، Zn0.1، Ti0.02-0.1، V0.05-0.15، Zr0.1-0.25، سایر ناخالصی ها 0.0 است، سایر ناخالصی ها اکنون 0.0 است. به 4 آلیاژها، سه آلیاژ دیگر 2319، 2419، 2519 هستند.

آلیاژ آلومینیوم 2219 در سال 1985 تشکیل شد. خواص مکانیکی معمولی در جدول 1 نشان داده شده است و رابطه بین خواص مکانیکی و دما در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 1 خواص کششی معمولی آلیاژ آلومینیوم 2219

جدول 2 رابطه بین خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 2219 و دما

نکته: آزمایش باید پس از نگهداری نمونه در دمای آزمایش به مدت 10000 ساعت بدون بار انجام شود. در طول آزمایش، قبل از رسیدن به قدرت تسلیم، نرخ تنش 35 مگاپاسکال در دقیقه را به نمونه اعمال کنید و سپس آزمایش را با نرخ کرنش 15 درصد در دقیقه انجام دهید تا زمانی که شکسته شود.

آلیاژ پوششی ورق آلیاژ آلومینیوم 2219 7072 و ترکیب آن (جرم درصد) Cu0.1، Mn0.1، (Si+Fe) 0.7، Zn0.8-1.3، Mg0.1، سایر ناخالصی ها به صورت جداگانه 0.05، در مجموع 0.15 و بقیه Al است. محدوده دمای کاربرد آلیاژ آلومینیوم 2219 -269 ℃-300 ℃ است که یکی از آلیاژهایی با گسترده ترین محدوده دمایی قابل اجرا است. چقرمگی شکست نیز بالا است و این ماده دارای مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی تنشی در حالت T8 است و چگالی آن در 20 درجه سانتی گراد 2.84 گرم بر سانتی متر مکعب است.

تیم دانشگاهی وانگ هوآمینگ در شکستن فرآیند چاپ سه بعدی لیزری اجزای اصلی یاتاقان اصلی مانند آلیاژ تیتانیوم و آلیاژ آلومینیوم هواپیما، تجهیزات کامل، کیفیت داخلی و کنترل عملکرد مکانیکی و کاربردهای مهندسی کلیدی رهبری را بر عهده گرفت. این فناوری کلیدی دانشگاه بی هانگ برای فلزات بزرگ است. آزمایشگاه مهندسی ساخت مواد افزودنی قطعات پس از بیش از 20 سال تحقیق بی وقفه به نتایج ثمربخشی دست یافته است. از سال 2005، آلیاژ تیتانیوم پرینت سه بعدی، قاب اصلی یاتاقان بدنه هواپیما از آلیاژ آلومینیوم، دنده های ریشه بال، ارابه فرود و دیگر اجزای اصلی باربر کلیدی بزرگ در هوافضا و هوافضا مانند جنگنده های نسل جدید تولید داخل، هواپیماهای حمل و نقل بزرگ و موشک های حامل مهم بوده اند. به طور گسترده ای در توسعه و تولید تجهیزات استفاده شده است. در 16 ژانویه 2016، پروژه "تکنولوژی شکل‌دهی لیزر برای اجزای یکپارچه در مقیاس بزرگ و پیچیده آلیاژ تیتانیوم هواپیما" به میزبانی آکادمیسین وانگ هوآمینگ برنده جایزه اول اختراع فناوری ملی شد.

در حال حاضر، فرآیند تولید فناوری بلیسک انتگرال با عملکرد دوگانه عمدتاً از روش جوشکاری استفاده می‌کند و تیغه‌ها و دیسک‌ها با عملکردهای مختلف از طریق تکنیک‌هایی مانند جوشکاری اصطکاکی خطی به یک کل جوش داده می‌شوند. با این حال، بزرگترین عیب روش جوشکاری این است که ناحیه اتصال تمایل دارد به حلقه ضعیف کل قطعه تبدیل شود و به یک خطر کشنده برای موتور تبدیل شود. با توسعه و بلوغ فناوری پرینت سه بعدی، مردم پیشنهاد می‌کنند که تیغه‌ها را مستقیماً روی بدنه دیسک چاپ کنند، از طریق فرآیند روکش لیزری تغذیه پودر کواکسیال، باس‌های از پیش پردازش شده روی لبه بدنه دیسک آلیاژ تیتانیوم و قرار دادن آنها لایه به لایه در تیغه‌های آلیاژ تیتانیوم.

اولین پل منظره پرینت سه بعدی در چین در 11 ژانویه 2021 در تاپو مرکزی گرینلند، ناحیه پوتو، شانگهای با مخاطبان زیادی ملاقات خواهد کرد.

پل منظره اولین تلاش پیشگام برای استفاده از فناوری چاپ سه بعدی برای تبدیل طرح اولیه طراحی به یک شی واقعی در زمینه مهندسی ساخت و ساز در کشور من و استفاده واقعی از آن است. پرینت سه بعدی محدودیت های طراحی پل را می شکند و روش های ساخت پارامتریک را در خود جای می دهد. نه تنها می‌تواند اشکال پیچیده را تولید کند، بلکه از فناوری قالب‌گیری برای محاسبات بازخورد و تعامل با طراحان استفاده می‌کند و طرح را آزادتر، انعطاف‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر می‌کند. تغییرات چند فضایی

مواد چاپی مورد استفاده برای پل پلیمر PSA است، اما برای افزایش استحکام مقداری الیاف شیشه اضافه می شود. البته می توان از پودر آلیاژ آلومینیوم نیز برای چاپ استفاده کرد. PSA دارای مقاومت آب و هوایی بالا، مدول الاستیک، استحکام تسلیم و استحکام ضربه است و می تواند در برابر نور خورشید و باران طولانی مدت مقاومت کند در حالی که الزامات مواد و مصالح ساختمانی پرینت سه بعدی را برآورده می کند. این پل 15 متر طول دارد و لایه به لایه روی هم قرار گرفته است. برای چاپ یک لایه 8 ساعت طول می کشد و می توان آن را با ضخامت 4 میلی متر و طول 15 متر تکمیل کرد. ظرفیت باربری پل 250 کیلوگرم بر متر مربع است و حداقل 4 بزرگسال در هر متر مربع می توانند همزمان از روی پل عبور کنند.

علاوه بر این، شانگهای همچنین دو پل چاپ سه بعدی را در ماه مارس امسال اضافه کرد، یک پل بتنی در پارک علم و فناوری Wisdom Bay در خیابان یونچوان شماره 6. طول این پل 26.3 متر و عرض آن 3.6 متر است که طولانی ترین پل جهان است. این پل از ساختار پل باستانی ژائوژو در کشور من درس می گیرد و شکل آن زیبا است. پروژه کلی پل از 2 سیستم پرینت سه بعدی بازوی رباتیک استفاده می کند. ساخت آن فقط 450 ساعت طول می کشد و هزینه آن 34 درصد کمتر از پل های معمولی است که به میزان زیادی باعث صرفه جویی می شود. باعث صرفه جویی در زمان، نیروی انسانی و هزینه های مواد می شود.

پل پرینت سه بعدی دیگر اولین پل جمع شونده کشور من است که "وان نیانلون" نام دارد. در ژوئیه امسال، در "پارک مرتفع آسمان پرستاره" در خلیج علم و نوآوری خلیج عقل، باوشان جیائیون نصب شد. پونتیک توسط مواد کامپوزیتی پلی استر اسید کربنیک قابل بازیافت چاپ می شود. طول 9.34 متر، عرض 1.5 متر و ارتفاع 1.1 متر است. وزن کل 850 کیلوگرم است. می تواند 20 بزرگسال را حمل کند و به 9 بخش قابل کشش تقسیم می شود. فقط باید باز و بسته شود. 1 دقیقه با بلوتوث تلفن همراه قابل کنترل است. هنگامی که عرشه پل باز می شود، 9 پانل در یک ردیف قرار می گیرند. هنگامی که عرشه پل جمع می شود، 9 پانل تا می شوند تا شکل ماه کامل را تشکیل دهند. به خصوص در شب، چراغ های LED در نرده های پنل روشن می شوند که بسیار خیره کننده است.

کشور من تنها کشوری در جهان است که بر فناوری نمونه سازی سریع لیزری قطعات ساختاری بزرگ یاتاقان اصلی آلیاژ تیتانیوم هواپیما تسلط یافته و کاربرد نصب شده را محقق کرده است.

در توسعه هواپیماهای نظامی جدید مانند هواپیماهای مبتنی بر حامل و هواپیماهای نسل چهارم، فناوری چاپ سه بعدی نقش مهمی در تولید آزمایشی آلیاژ تیتانیوم و اجزای باربر اصلی آلیاژ آلومینیوم از جمله ارابه فرود ایفا کرده است. در 5 مه 2020، اولین پرواز موفقیت‌آمیز موشک حامل لانگ مارس 5B در کشور من، نسل جدیدی از کشتی آزمایشی فضاپیمای سرنشین‌دار را با یک "چاپگر سه بعدی" در کشتی حمل کرد. این اولین آزمایش پرینت سه بعدی فضایی کشور من و اولین آزمایش چاپ سه بعدی بین المللی از مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف پیوسته در فضا است.

محصولات آلیاژ آلومینیوم پرینت سه بعدی خارجی معمولی

یکی از مزایای بزرگ پرینترهای سه بعدی، توانایی ساخت اقلام در زمان واقعی است. مزیت دیگر این است که اقلامی که آنها تولید می کنند می توانند سفارشی شوند، بنابراین می توان طرح را به راحتی برای شخصی سازی و تنظیم ویرایش کرد.

●حلقه آلیاژ آلومینیوم 6061 توسط شرکت Meld آمریکا (MELD) ساخته شده است. در سال 2019، این شرکت از فناوری چاپ سه بعدی اصلی خود برای چاپ حلقه های بزرگ با قطر بیش از 1400 میلی متر با پودر آلیاژ آلومینیوم 6061 استفاده کرد که نقطه عطفی در زمینه چاپ سه بعدی است. حلقه با استفاده از یک فرآیند حالت جامد چاپ می شود، مواد در طول پردازش به دمای ذوب نمی رسد، تنش باقی مانده در محصول بسیار کم است، و اندازه و شکل بسیار تصفیه شده است.

●پهپادهای پرینت سه بعدی روسیه. در ژوئن 2015، شرکت فناوری روسیه از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت نمونه اولیه پهپاد آلومینیومی استفاده کرد. زمان چاپ 31 ساعت، جرم 3.8 کیلوگرم، طول بال 2400 میلی متر، سرعت پرواز 90-100 کیلومتر در ساعت، و استقامت 1-1.5 ساعت است.

●بوئینگ اولین شرکت بین المللی تولید وسایل نقلیه هوافضا است که از فناوری چاپ سه بعدی برای طراحی و ساخت هواپیما استفاده می کند. از فناوری چاپ سه بعدی برای چاپ صدها قطعه کوچک مختلف استفاده کرده است. در سال 2012، شرکت جنرال الکتریک (GE) شرکت Morris Technologies را خریداری کرد که در توسعه فناوری پودر فلزات زینترینگ لیزری تخصص دارد تا قطعات موتورهای سری Leap خود را تولید کند. پرت اند ویتنی میلیون ها دلار برای ایجاد یک مرکز چاپ سه بعدی در همکاری با دانشگاه کانکتیکات سرمایه گذاری کرد. ناسا از پرینترهای سه بعدی برای تولید قطعات موتور فضاپیما استفاده می کند و قصد دارد تجهیزات چاپ را به ایستگاه فضایی بین المللی بفرستد، امیدوار است فضانوردان بتوانند از مواد موجود در ایستگاه فضایی برای تولید مستقیم آنچه نیاز دارند و تغییر مدل تکمیلی که کاملاً به منابع زمینی وابسته است استفاده کنند.

بازار فناوری چاپ سه بعدی را نمی توان دست کم گرفت

به گفته شرکت تحقیقاتی ژاپنی تحقیقات اقتصادی فوجی، بازار جهانی پرینت سه بعدی با رزین و فلز به عنوان مواد خام از 118.6 میلیارد ین در سال 2019 به 183.3 میلیارد ین تا سال 2025 خواهد رسید که افزایشی 50 درصدی را نشان می دهد.

بر اساس تجزیه و تحلیل مجلات حرفه ای، استفاده از فناوری چاپ سه بعدی در سال 2020 شش یا هفت برابر شده است. ایالات متحده، بریتانیا و آلمان پر استفاده ترین کشورها هستند. تنها در سال 2020، فروش پرینترهای سه بعدی از 2 میلیون دستگاه فراتر خواهد رفت و تخمین زده می شود که تا سال 2028، فروش آن از 15 میلیون دستگاه فراتر رود. چاپگرها بسیار ارزان تر هستند، سرعت ها به طور قابل توجهی افزایش یافته است و سازمان های نظارتی تسهیلات و حمایت های بیشتر و بیشتری را برای محبوبیت این فناوری فراهم کرده اند... موانع مختلفی که در ابتدا مانع از ترویج و به کارگیری این فناوری می شدند به تدریج از بین می روند. به عنوان مثال، سازمان غذا و داروی ایالات متحده دستورالعمل هایی را برای چاپ سه بعدی تجهیزات پزشکی صادر کرده است. در اروپا، خدمات پردازش سفارشی مرتبط با چاپ سه بعدی در حال محبوب شدن هستند.

اما باید به این نکته اشاره کرد که علیرغم پتانسیل عظیم فناوری پرینت سه بعدی، توانایی جایگزینی صنعت سنتی با شرایط فنی موجود را ندارد و دستیابی به این امر در دوره قابل پیش بینی غیرممکن است. از نظر ساخت یک مکمل بسیار خوب و قدرتمند است. البته اگر از منظر بلندمدت به آن نگاه کنید، گفتنش سخت است و در زمینه های فردی بسیار امکان پذیر است. همانطور که "اکونومیست" گفت: تاثیر اختراعات بزرگ در آن زمان غیرقابل پیش بینی بود، مانند موتور بخار در سال 1750، چاپ در سال 1450 و ترانزیستورها در سال 1950. ما هنوز نمی توانیم پیش بینی کنیم که چاپگرهای سه بعدی چگونه جهان را در مدت زمان طولانی تغییر می دهند.

عصر پرینت سه بعدی فرا رسیده است

ساخت پروژه مرتبط باید به دقت دنبال شود

دوران پرینت سه بعدی واقعا فرا رسیده است. بسیاری از دپارتمان‌ها برای همگام شدن با سطح پیشرفته دنیا کاملاً آماده هستند. در برخی مناطق، چاپ سه بعدی کشور من به سطح پیشرو رسیده است، مانند فناوری قالب گیری سریع لیزری آلیاژ تیتانیوم چین در حال حاضر در موقعیت پیشرو در جهان قرار دارد. در سراسر جهان، ایالات متحده همچنان بیشترین چاپگرهای سه بعدی را در سال 2020 تولید و خریداری خواهد کرد و کشور من دومین کشور است که از ژاپن و آلمان پیشی گرفته است. طبق پیش‌بینی آژانس‌های مربوطه، صنعت چاپ سه‌بعدی جهانی تا قبل از سال 2025 میانگین رشد سالانه بیش از 20 درصد را حفظ خواهد کرد. نویسنده معتقد است که نرخ رشد ترکیبی سالانه چین ممکن است به 30 درصد یا بیشتر برسد.

طبق آمار بخش‌های مربوطه، کاربردهای صنعتی فناوری پرینت سه بعدی عمدتاً شامل لوازم الکترونیکی مصرفی، خودروسازی، پزشکی، هوافضا، ساخت‌وساز، تحقیقات علمی و سایر زمینه‌ها است. از منظر پیوندهای کاربردی خاص، فناوری چاپ سه بعدی هنوز عمدتاً برای نمونه های طراحی، مدل های نمایشگر و ساخت قالب استفاده می شود. نسبت پردازش مستقیم قطعات نیز به سرعت از کمتر از 4 درصد در سال 2003 به حدود 50 درصد در سال 2020 افزایش یافته است. تخمین زده می شود که این میزان در سال 2025 بیش از 80 درصد باشد.

در حال حاضر صنعت چاپ سه بعدی کشور من از مرحله پیگیری قبل از سال 2018 وارد مرحله اجرا موازی شده است و ممکن است در سال 2025 به رهبر جهانی این صنعت تبدیل شود و برای دستیابی به این هدف نویسنده معتقد است که باید نکات زیر را رعایت کرد:

●تقویت سرمایه گذاری و تحقیقات علمی. چندین واحد تحقیق و توسعه ملی دیگر مانند آزمایشگاه ملی مهندسی و مؤسسه تحقیقاتی تولید افزودنی اجزای فلزی دانشگاه هوانوردی و فضانوردی پکن ایجاد خواهد شد و تیم نخبه توسط دانشگاهیان یا دانشمندان برای انجام تحقیق و توسعه رهبری می‌شود، زیرا کلید توسعه استعدادهای صنعت چاپ سه بعدی در صنعت چاپ سه بعدی است. تغذیه کند.

● ایجاد برخی از شرکت های چاپ سه بعدی با دقت بالا تحت هدایت اقتصاد بازار سوسیالیستی به روشی برنامه ریزی شده، مانند حلقه اتصال مخزن سوخت فضاپیما، درپوش های انتهایی بالا و پایین و حتی بدنه جعبه را می توان با آلیاژ آلومینیوم 2219 چاپ کرد و ارابه فرود هواپیما صفر است. قطعات را می توان با آلیاژهای تیتانیوم و آلیاژهای آلومینیوم چاپ کرد. نزدیک به 50 قطعه ساخته شده با هنرهای سنتی در درب ورودی هواپیماهای غیرنظامی وجود دارد. اگر آنها با فناوری چاپ سه بعدی تولید شوند، می توان آنها را در یک بخش بزرگ ادغام کرد. قطعات خودرو صنعت بزرگی است و قابل ساخت است. برای خط تولید، بهتر است با تولیدکنندگان خودرو همکاری کنید تا برخی از شرکت‌های مستقل چاپ سه بعدی ایجاد شوند. همچنین می‌توانید کارگاه‌های تولید یا خطوط تولید را در کارخانه‌های فرآوری آلومینیوم، کارخانه‌های خودروسازی و غیره بسازید، خواه وسیله نقلیه سوخت‌رسان باشد یا خودروی انرژی نو، قطعات و اجزای زیادی به صورت سه بعدی موجود است. چاپ فرآیند، بسیاری از بخش‌های موتور خودروی انرژی جدید را می‌توان به صورت سه بعدی پرینت کرد و جعبه باتری را نیز می‌توان با آلیاژ آلومینیوم چاپ سه بعدی کرد.

صنعت خودرو یکی از مهمترین حوزه های کاربردی فناوری پرینت سه بعدی است و در سال 2020 25 درصد از سهم بازار جهانی را به خود اختصاص خواهد داد. بیشتر مواد آلیاژ آلومینیوم هستند. با کمک فناوری چاپ سه بعدی برای کمک به طراحی و آزمایش، چرخه توسعه محصول را می توان به طور قابل توجهی کوتاه کرد و هزینه های تولید آزمایشی و آزمایش را کاهش داد. به عنوان مثال، جنرال موتورز (GM) تا سال 2020 بیش از 50000 قطعه و قالب را با فناوری چاپ سه بعدی چاپ کرده است و هیوندای کره جنوبی و BMW آلمان قبلاً از فناوری چاپ سه بعدی استفاده کرده اند. توسعه خودروهای جدید

●بازار تجهیزات پزشکی و چاپ زیستی چشم به راه است

صنعت پزشکی بازار بزرگی با تقاضای سفارشی سازی فردی است و انجام استانداردسازی و تولید انبوه دشوار است. این دقیقاً مزیت فناوری چاپ سه بعدی است. امروزه فناوری پرینت سه بعدی با موفقیت در زمینه های ساخت سمعک، ارتودنسی و ترمیم و ساخت اندام مصنوعی به کار گرفته شده است و کاملاً بالغ است. بریج‌های دندانی پرینت سه بعدی دقیق‌تر و دقیق‌تر هستند و راحت‌تر و سریع‌تر از فرآیندهای آماده‌سازی سنتی هستند. به طور مشابه، استفاده از فناوری چاپ سه بعدی می تواند به خوبی تولید مثل اعضای باقی مانده را محقق کند و پروتزهای ساخته شده بیشتر با بدن انسان همخوانی دارند. تا سال 2020، بیش از 48000 بیمار از استخوان های آلیاژ تیتانیوم پرینت سه بعدی در اروپا استفاده کرده اند. بیمارستانی در ایالات متحده تا 75 درصد از استخوان های آسیب دیده بیماران را با جمجمه های پرینت سه بعدی جایگزین کرده است که هیچ تاثیری بر زندگی عادی بیماران ندارد.

همچنین می توان از فناوری چاپ سه بعدی برای درک وضعیت بیمار و کمک به ارتباط پزشک و بیمار استفاده کرد. به عنوان مثال، یک چاپگر سه بعدی می تواند یک مدل استخوانی سه بعدی از یک بیمار را چاپ کند. پزشکان می توانند از این مدل برای بحث در مورد روند درمان استفاده کنند و طرح جراحی را با بیمار در میان بگذارند. کارکنان پزشکی همچنین می توانند از طریق ماکت های چاپ شده سه بعدی در مورد ساختار داخلی اندام های بیمار بیاموزند و همچنین می توانند بر روی این ماکت ها عمل جراحی را شبیه سازی کنند.

مدل های پرینت سه بعدی یا پروتزهای بی جان تازه شروع کار است. جذاب ترین کار چاپ مستقیم بافت ها و اندام های فعال است، یعنی "پرینت زیستی". به طور خاص، اسکلت چاپ می‌شود و سلول‌های بنیادی روی اسکلت کشت می‌شوند تا تشکیل بافت‌ها را القا کنند. روش دیگر چاپ مستقیم بافت ها و اندام ها برای پیوند است. حتی یک روش دیگر چاپ مستقیم بافت های فعال و اندام های فعال در بدن انسان است، حتی فرآیند کاشت را می توان حذف کرد.

●ساختمان های پرینت سه بعدی بیشتر و بیشتر در جهان وجود دارد. ساختمان ها چیز بزرگی هستند، اما یک خانه را می توان در 10 روز با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ساخت. فناوری چاپ سه بعدی در ابتدا عمدتاً برای ساخت مدل های طراحی استفاده می شد، اما اکنون می تواند ساختارهای پیچیده را چاپ کند که تخیل طراح را تا حد زیادی گسترش می دهد. در ژانویه 2014، چندین ساختمان پرینت سه بعدی در پارک صنعتی سوژو، از جمله یک ویلای 1100 متر مربعی و یک ساختمان مسکونی 6 طبقه، رونمایی شد. دیوارهای آنها توسط پرینترهای سه بعدی بزرگ روی هم قرار گرفته و رنگ آمیزی شده است و "جوهر" مورد استفاده برای چاپ از زباله های ساختمانی ساخته شده است. در 17 ژوئیه 2015، ویلاهای مدولار جدید چاپ سه بعدی در شیان ظاهر شد. چاپ این ویلا با جلد گالینگور تنها 3 ساعت طول می کشد و تا زمانی که اثاثیه خود را بپوشید می توانید با کیف های خود به آنجا نقل مکان کنید.

ساختمان های پرینت سه بعدی تقریبا هیچ زباله ساختمانی تولید نمی کنند و هر واحد مسکونی چاپ شده می تواند انتشار کربن را 2 تا 3 تن کاهش دهد. برخی از سیستم های پرینت سه بعدی معماری می توانند کار 10 تا 20 کارگر در چندین صنعت مختلف را تکمیل کنند و می توانند 24 ساعت شبانه روز بدون استراحت کار کنند که می تواند باعث صرفه جویی در زمان و هزینه بیشتر توسعه دهندگان شود.

موارد فوق تنها چند جنبه از کاربرد فناوری چاپ سه بعدی را معرفی می کند. در واقع موارد بی شماری قابل چاپ وجود دارد، مانند ربات های زنده، تولید انواع غذا و نوشیدنی، گوشت مصنوعی و غیره. می توانید برای تهیه غذای شخصی سازی شده یک چاپگر در آشپزخانه قرار دهید. استیک گیاهی پرینت سه بعدی از Redefine Meat، اسرائیل. قطعات بی شماری وجود دارد که می توان در زمینه دستگاه های الکترونیکی چاپ کرد. اولین لپ تاپ پرینت سه بعدی در سال 2015 عرضه شد و هر کسی می تواند آن را در اتاق نشیمن خود چاپ کند. اقلام خود و قیمت فقط 50٪ از محصولات سنتی است. لباس و پوشاک چاپ شده، لباس هایی که با فناوری سه بعدی ساخته شده اند، نه تنها ظاهری بدیع دارند، بلکه تناسب راحتی نیز دارند، طراحی و چاپ لباس زیر و کفش پاشنه بلند بسیار تخیلی است.

به طور خلاصه، فناوری چاپ سه بعدی نوعی فناوری پیشرفته با پتانسیل توسعه زیاد است. کشور من به آن اهمیت زیادی می دهد. در آگوست 2015، لی کچیانگ، عضو کمیته دائمی دفتر سیاسی کمیته مرکزی حزب کمونیست چین و نخست‌وزیر شورای دولتی، سخنرانی ویژه‌ای توسط شورای دولتی برای بحث در مورد سرعت بخشیدن به توسعه تولید پیشرفته و مشکل چاپ سه بعدی و غیره را مدیریت کرد. از آن زمان، دولت‌ها در همه سطوح و شرکت‌ها و مؤسسات با جدیت دستورالعمل‌های کمیته مرکزی حزب و شورای دولتی را اجرا می‌کنند و به شدت فناوری چاپ سه‌بعدی را توسعه می‌دهند و به نتایج مثمر ثمری دست یافته‌اند.

فناوری ساخت محصولات پرینت دی رتبه اول را در جهان به خود اختصاص داده است، اما به طور کلی هنوز فاصله مشخصی با ایالات متحده، آلمان، ژاپن، اسرائیل و سایر کشورها وجود دارد و به ویژه در تحقیق و توسعه و نوآوری باید از آن پیشی گرفت. در حدود سال 2025، کشور من به بزرگترین، پیشرفته ترین و پیشرفته ترین کشور جهان در تولید پرینترهای سه بعدی و محصولات چاپ سه بعدی در زمینه های مختلف تبدیل خواهد شد.