1. Trosolwg o offer cyfansawdd argraffu 3D
Mae technoleg argraffu 3D, fel dull gweithgynhyrchu ychwanegyn chwyldroadol, yn dod yn fwyfwy pwysig yn y diwydiant gweithgynhyrchu. Trwy bentyrru deunyddiau fesul haen, mae'n gallu cynhyrchu rhannau manwl gywir yn gyflym heb fod angen mowldiau traddodiadol, lleihau'r cylch cynhyrchu, gwella'r defnydd o ddeunyddiau, lleihau costau, a thorri trwy gyfyngiadau technoleg gweithgynhyrchu traddodiadol wrth baratoi rhannau cymhleth. Yn enwedig wrth gynhyrchu symiau bach o rannau cymhleth ac optimeiddio dylunio, mae technoleg argraffu 3D wedi dangos cystadleurwydd cryf yn y farchnad ac wedi dod yn rym allweddol wrth hyrwyddo arloesi gweithgynhyrchu.
Mae deunyddiau cyfansawdd hefyd yn chwarae rhan bwysig mewn gweithgynhyrchu modern, fel arfer yn cynnwys dau neu fwy o ddeunyddiau â gwahanol briodweddau, a thrwy optimeiddio'r gymhareb a'r strwythur, maent yn cyflawni perfformiad a gwelliant cyflenwol. Fe'u nodweddir gan gryfder uchel, dwysedd isel, ymwrthedd cyrydiad, ymwrthedd tymheredd uchel, ac ati Fe'u defnyddir yn eang mewn awyrofod, gweithgynhyrchu modurol, dyfeisiau meddygol a meysydd eraill, gan helpu i leihau pwysau, gwella effeithlonrwydd, a gwella cryfder a pherfformiad strwythurol.
Gyda'r galw cynyddol am rannau perfformiad uchel, manwl, uchel, mae'r cyfuniad o dechnoleg argraffu 3D a deunyddiau cyfansawdd wedi dod yn duedd anochel. 3Gall offer cyfansawdd argraffu D gynhyrchu rhannau cyfansawdd yn gyflym ac yn gywir a hyrwyddo trawsnewid ac uwchraddio'r diwydiant gweithgynhyrchu. Mae'r dechnoleg hon nid yn unig yn bodloni'r gofynion llym ar gyfer rhannau cymhleth mewn meysydd pen uchel, ond mae hefyd yn dod â chyfleoedd arloesol ar gyfer meysydd eraill megis ymchwil ac addysg wyddonol, electroneg defnyddwyr a chreadigedd diwylliannol.
Ar hyn o bryd, mae amrywiaeth o fathau o dechnolegau argraffu 3D wedi'u datblygu, megis stereolithograffeg (SLA), sintro laser dethol (SLS), a mowldio dyddodiad ymdoddedig (FDM). Mae proses argraffu 3D polymer yn symud tuag at gost argraffu isel, defnydd isel o ynni, maint mawr, a chyfradd argraffu uchel, gan wireddu cynhyrchu màs yn raddol a chystadlu â phrosesau cynhyrchu plastig traddodiadol. Mae prosesau gwelyau powdr wedi'u cymhwyso i gynhyrchu màs o rannau plastig, tra bod technolegau ffotopolymerization cyflym fel CLLD a CLIP yn galluogi argraffu 3D ffotopolymerization ar gyfer swp-gynhyrchu bach, gan ganolbwyntio ar brosesau â defnydd isel o ynni a pherfformiad rhan uchel. Mae'r broses argraffu 3D allwthio deunydd hefyd yn symud tuag at aeddfedrwydd, mae offer ar raddfa fawr wedi'i gymhwyso i'r datblygiad.
2. Trosolwg o ddatblygiadau diwydiant
2.1 3D argraffu hanes datblygu offer deunydd cyfansawdd
Mae hanes datblygu technoleg argraffu 3D domestig yn debyg i epig godidog o wyddoniaeth a thechnoleg, sy'n cofnodi doethineb a dewrder arloeswyr di-rif ac yn dyst i'r naid fawr o wyddoniaeth a thechnoleg Tsieineaidd o ddilyn i ragori. 1980, ganed patent argraffu 3D cyntaf y byd yn Japan, sydd, fel gwreichionen o wyddoniaeth a thechnoleg, wedi tanio tân paith ar gyfer datblygu technoleg argraffu byd-eang. 3D. Yn Tsieina, sefydlodd yr Athro Yan Yongnian y Ganolfan Prototeipio Cyflym Laser ym Mhrifysgol Tsinghua ym 1988, a ddaeth yn sylfaenydd technoleg prototeipio cyflym Tsieina a gosododd sylfaen gadarn ar gyfer datblygu technoleg argraffu 3D Tsieina. Ers hynny, mae cyflymder datblygiad technoleg argraffu 3D yn Tsieina wedi cyflymu'n raddol. 1993, sefydlwyd cwmni argraffu 3D cyntaf Tsieina, i nodi lansiad swyddogol diwydiant argraffu 3D Tsieina. 1994, dechreuodd yr Athro Lu Bingheng o Brifysgol Xi'an Jiaotong ymroi ei hun i ymchwil a datblygu argraffwyr 3D, y mae ei ganlyniadau ymchwil wyddonol wedi rhoi hwb i arloesedd technoleg argraffu 3D cryf.
Yn yr 21ain ganrif, arweiniodd technoleg argraffu 3D Tsieina at ddatblygiad cyflymach. 2010, Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Huazhong, tîm yr Athro Shi Yusheng yn llwyddiannus wrth ddatblygu offer gweithgynhyrchu ychwanegion diwydiannol gradd 1.2mx1.2m, sef maes gwaith mwyaf y byd ar y pryd, gan amlygu cryfder rhagorol Tsieina ym maes gweithgynhyrchu offer ar raddfa fawr, yr Athro Shiheng tîm, yn rhinwedd ei ragorol Yn 2011, gwnaeth tîm yr Athro Shi Yusheng, yn rhinwedd ei dechnoleg gogoneddus, fowldiau cwyr castio o rannau aloi titaniwm mawr a chymhleth ar gyfer awyrennau, lloerennau ac injans aero ar gyfer Airbus a'r Asiantaeth Gofod Ewropeaidd, gan gymhwyso technoleg argraffu 3D Tsieina ym maes awyrofod rhyngwladol uchel - yn canmol y maes awyrofod rhyngwladol uchel, rhyngwladol Tsieina. sefydlu'n ffurfiol, gan nodi bod diwydiant argraffu 3D Tsieina wedi dechrau symud tuag at gam newydd o ddatblygiad ar y cyd ac arloesi ar y cyd, ac adeiladu llwyfan newydd ar gyfer cyfnewid technolegol, integreiddio adnoddau ac ehangu'r farchnad, integreiddio adnoddau ac ehangu'r farchnad. maes, gan alluogi Tsieina i gyrraedd uchder newydd mewn uchel-technoleg argraffu 3D diwedd metel.Yn 2018, llwyddodd Canolfan Gweithgynhyrchu Ychwanegion Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Kunming i dreialu cynhyrchu'r peiriant argraffu 3D sengl mwyaf ar y pryd gan ddefnyddio'r rhan honno o'r ganolfan Gweithgynhyrchu Ychwanegion Prifysgol Technoleg Kunming yn 2018, a ffurfiodd y broses aloi titaniwm fwyaf yn llwyddiannus yn 2018. wedi dangos yn llawn grefftwaith coeth Tsieina a gallu arloesi cryf mewn technoleg argraffu 3D aloi titaniwm. 2020, cwblhaodd Academi Technoleg Gofod Tsieina (CAST) yr arbrawf "argraffu 3D yn y gofod" cyntaf yn llwyddiannus, sef hefyd arbrawf argraffu 3D cyntaf y byd o ddeunyddiau cyfansawdd wedi'u hatgyfnerthu â ffibr parhaus, gan nodi gofod arbrofi 3D argraffu Tsieina cyntaf yn y maes technoleg argraffu 3D. Yn 2020, cwblhaodd Academi Technoleg Gofod Tsieina yr arbrawf "argraffu 3D yn y gofod" cyntaf yn llwyddiannus, sef hefyd argraffu 3D cyntaf y byd o ddeunyddiau cyfansawdd wedi'u hatgyfnerthu â ffibr parhaus, gan nodi datblygiad mawr o ran cymhwyso technoleg argraffu 3D ym maes awyrofod, a darparu dull technolegol newydd ar gyfer archwilio a datblygu gofod yn y dyfodol.
2.2 Statws datblygu offer deunydd cyfansawdd
Dywedir bod y defnydd o ddeunyddiau cyfansawdd ym maes gwyddoniaeth a thechnoleg heddiw yn helaeth ac yn fanwl, ac mae ei fanteision perfformiad unigryw yn ei wneud yn ddeunydd allweddol anhepgor mewn llawer o ddiwydiannau. Ym maes awyrofod, mae deunyddiau cyfansawdd wedi profi trawsnewid mawr o strwythur cynnar nad yw'n cario llwyth i brif strwythur cario llwyth heddiw. Wrth gynhyrchu adenydd a ffiwslawdd, er enghraifft, mae cymhwyso cyfansoddion nid yn unig wedi lleihau pwysau awyrennau yn ddramatig, ond hefyd wedi gwella eu cryfder a'u gwydnwch strwythurol yn sylweddol. Ym maes diwydiant amddiffyn, mae cyfansoddion hefyd yn chwarae rhan hanfodol. Defnyddir cerbydau arfog ysgafn, awyrennau llechwraidd, taflegrau a rocedi ac offer eraill yn eang mewn deunyddiau cyfansawdd, diolch i'w gryfder uchel, dwysedd isel, perfformiad llechwraidd da a nodweddion eraill, yn gallu gwella effeithiolrwydd ymladd a goroesiad offer yn effeithiol. Mewn cerbydau ynni newydd, storio ynni, ffotofoltäig a meysydd eraill sy'n dod i'r amlwg, mae deunyddiau cyfansawdd hefyd wedi dangos potensial mawr i'w cymhwyso. Wrth gynhyrchu cerbydau ynni newydd, gellir defnyddio deunyddiau cyfansawdd yn y corff, cragen batri a rhannau eraill o'r gweithgynhyrchu, gan helpu i leihau pwysau'r cerbyd, gwella ystod, tra'n gwella diogelwch a chysur y cerbyd. Gyda datblygiad cyflym y meysydd hyn, bydd galw'r farchnad am ddeunyddiau cyfansawdd yn parhau i dyfu, gan ddarparu gofod eang ar gyfer datblygu offer cyfansawdd argraffu 3D.
3. 3D Panorama Cadwyn Diwydiant Offer Cyfansoddion Argraffu
3.1 Graddfa'r Farchnad
3.1.1 Dadansoddiad maint marchnad argraffu 3D byd-eang
Yn ôl data adroddiad "Metal AM" a ryddhawyd gan VoxelMatters, cwmni Prydeinig sy'n canolbwyntio ar ymchwil y diwydiant argraffu 3D byd-eang, roedd graddfa'r farchnad argraffu 3D metel byd-eang yn 2022 tua $2.861 biliwn, a graddfa'r farchnad caledwedd, deunyddiau a gwasanaethau o'r rhain oedd $1.476 biliwn, $398 miliwn a $987 miliwn{7}{}{}{}{} cynnydd o flwyddyn ar ôl blwyddyn{8}{}{}{}{}{}{}{}twf{7}%{8}{}{}{} {7} {7} {7} {7} {7} dwf {7} {} flwyddyn ar ôl blwyddyn ar ôl y llall, twf y farchnad argraffu 3D byd-eang. Disgwylir i'r farchnad argraffu 3D metel byd-eang fod yn fwy na $40 biliwn erbyn 2032, gan dyfu ar CAGR o 30.3% o 2022-2032. Mae'r adroddiad hefyd yn nodi deg cwmni blaenllaw yn y gofod argraffu 3D metel byd-eang, sef EOS, SLM Solutions, 3D Systems, Desktop Metal, GE Additive, BLT, Velo3D, DMG Mori, TRUMPF, a HBD, sy'n chwarae rhan bwysig wrth yrru datblygiad ac ehangu marchnad technoleg argraffu 3D metel byd-eang. ac ehangu'r farchnad.
3.1.2 Dadansoddiad Graddfa Farchnad Argraffu 3D Tsieina
Yn Tsieina, mae'r farchnad argraffu 3D yn dangos bywiogrwydd egnïol, a'r pum cwmni blaenllaw o ran cyfran y farchnad yw Luen Thai, Stratasys, EOS, GE a 3D Systems yn nhrefn cyfran y farchnad, ac nid yw'r un ohonynt yn fwy na 20%, sy'n adlewyrchu'r crynodiad cymharol isel yn y diwydiant a'r gystadleuaeth ffyrnig yn y farchnad, ac ar yr un pryd yn arwydd o botensial enfawr y diwydiant ar gyfer datblygu'r diwydiant. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae mentrau gweithgynhyrchu Tsieina wedi bod yn mabwysiadu technoleg argraffu 3D yn weithredol i ddisodli neu wneud y gorau o'u prosesau cynhyrchu gwreiddiol, a thrwy hynny wella gwybodaeth eu cynhyrchiad a chwrdd â galw brys y llywodraeth am drawsnewid ac uwchraddio cynhyrchion gweithgynhyrchu Tsieina. O ran graddfa'r farchnad, mae graddfa diwydiant argraffu 3D Tsieina wedi dangos tuedd o dwf cyson flwyddyn ar ôl blwyddyn, ac mae ei gyfradd twf ychydig yn gyflymach na'r gyfradd twf byd-eang gyffredinol, sy'n gwneud diwydiant 3D Tsieina yn cyfrif am gyfran y byd yn parhau i godi.
Ar hyn o bryd, mae graddfa diwydiant argraffydd 3D Tsieina yn cynyddu o flwyddyn i flwyddyn, ac mae cyfradd y cynnydd ychydig yn gyflymach na'r gyfradd twf cyffredinol byd-eang, fel bod cyfran diwydiant 3D Tsieina yn y byd yn cynyddu. Gan edrych ymlaen, o dan ddatblygiad cyflym hedfan, modurol, offer meddygol a diwydiannau eraill, mae galw'r farchnad argraffydd 3D yn enfawr, a bydd maint y farchnad yn dangos tueddiad o ehangu cyflym.
3.2 3D Offer Argraffu
3.2.1 FDM/FFF
Mae technoleg FDM (Mowldio Dyddodiad Cyfunol), fel technoleg argraffu 3D a ddefnyddir yn eang, yn seiliedig ar yr egwyddor bod deunyddiau ffilamentaidd yn cael eu gwresogi a'u toddi, ac yna'n cael eu hallwthio a'u pentyrru fesul haen gan y ffroenell yn unol â llwybr a reolir gan gyfrifiadur. Mae'r dechnoleg hon wedi dod yn un o'r technolegau argraffu 3D a ddefnyddir fwyaf yn y farchnad ar hyn o bryd gyda manteision cost isel offer a deunyddiau argraffu, proses baratoi syml ac addasrwydd ar gyfer argraffu ar ystod eang o ddeunyddiau, ac mae wedi dangos ei werth cymhwysiad rhagorol mewn sawl maes.
Mae argraffydd cyfansawdd Stratasys F370®CR FDM® yn argraffydd 3D perfformiad uchel eiconig. Mae'n cefnogi argraffu ystod eang o ddeunyddiau cyfansawdd a pheirianneg cryfder uchel, megis ABS-CF10 a FDM Nylon-CF10, a ddefnyddir i gynhyrchu rhannau sy'n rhagori o ran cryfder a gwydnwch. Mae gan yr argraffydd swyddogaeth dwysedd rhan amrywiol, a all addasu'r dwysedd strwythurol y tu mewn i'r rhan yn hyblyg yn unol â gofynion defnydd gwahanol y rhan, er mwyn gwneud y gorau o'r defnydd o ddeunyddiau a lleihau gwastraff deunydd o dan y rhagosodiad o warantu perfformiad y rhan. Mae ei ofod adeiladu mawr (355 mm x 254 mm x 355 mm) yn ei gwneud hi'n bosibl argraffu rhannau mawr ar gyfer cynhyrchu gosodiadau, gosodiadau ac offer gweithgynhyrchu cryfder uchel. Yn ogystal, mae gan y peiriant y gallu i ryngwynebu â systemau gweithredu gweithgynhyrchu i reoli a monitro'r broses gynhyrchu yn ddigidol, gan wella cynhyrchiant a chywirdeb rheoli.
Mae argraffwyr Mark Two a FX20 Markforged wedi'u cynllunio ar gyfer polymerau wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon parhaus, nodwedd ddylunio sy'n rhoi mantais sylweddol iddynt mewn meysydd lle mae cryfder rhannol a phwysau ysgafn yn hanfodol. Mae'r argraffwyr yn gallu argraffu ar ystod eang o ddeunyddiau, gan gynnwys thermoplastigion, neilon a ffibrau carbon parhaus, a thrwy argraffu ar gyfuniad o'r deunyddiau hyn, mae'n bosibl manteisio'n llawn ar briodweddau'r gwahanol ddeunyddiau i wneud y gorau o berfformiad y rhan. Er enghraifft, ym maes awyrofod gweithgynhyrchu rhai rhannau, gall defnyddio'r argraffydd sicrhau cryfder strwythurol y rhannau ar yr un pryd, lleihau eu pwysau yn sylweddol, gwella effeithlonrwydd tanwydd a pherfformiad yr awyren. Ym maes robotiaid gwasanaeth, mae gan yr argraffwyr hyn hefyd ystod eang o gymwysiadau, a gallant gynhyrchu cydrannau strwythurol ysgafn, cryfder uchel ar gyfer robotiaid, lleihau pwysau cyffredinol y robot, gwella ei berfformiad symud ac effeithlonrwydd ynni, er mwyn cyflawni nodau deuol lleihau costau a gwella perfformiad. diwydiant. Proses sintro laser, sy'n addas ar gyfer meysydd awyrofod, modurol, meddygol a meysydd eraill.
Mae systemau robotig o Arevo Labs a 9T Labs yn cynrychioli cymwysiadau arloesol o dechnoleg FDM ar gyfer gweithgynhyrchu geometregau cymhleth. Mae'r systemau hyn yn defnyddio roboteg chwe-echel i argraffu cyfansoddion ffibr byr a chyfansoddion CF/PA12 yn effeithlon a gweithgynhyrchu geometregau cymhleth ar arwynebau crwm. Er enghraifft, mae'r system robotig a ddatblygwyd gan Arevo Labs ar gyfer argraffu cyfansoddion PEEK/CF yn trosoli ystwythder a rheolaeth symud manwl uchel robot chwe echel i osod deunydd argraffu yn gywir mewn gofodau tri dimensiwn cymhleth i alluogi gwneuthuriad rhannau ag arwynebau crwm cymhleth a strwythurau mewnol. Mae'r dechnoleg hon yn torri trwy gyfyngiadau offer argraffu 3D traddodiadol wrth weithgynhyrchu siapiau geometrig, gan ddarparu datrysiad newydd sbon ar gyfer gweithgynhyrchu rhai rhannau arbennig mewn meysydd awyrofod, gweithgynhyrchu modurol a meysydd eraill. 9Dangosodd T Labs y gallu i osod deunyddiau cyfansawdd CF/PA12 ar arwynebau crwm, ac mae hefyd yn darparu cymorth technegol ar gyfer gweithgynhyrchu rhannau strwythurol crwm â gofynion ffurfiant uchel megis gweithgynhyrchu. llafnau injan aero, canolbwyntiau olwynion Modurol a chydrannau eraill.
Mae proses CF3D™ Continuous Composites yn dechnoleg argraffu 3D ffibr parhaus chwyldroadol. Mae'r broses unigryw hon yn dileu'r angen am fowldiau neu ffyrnau drud, gan leihau costau cynhyrchu a chymhlethdod offer yn fawr trwy ddefnyddio robotiaid diwydiannol i argraffu ar ffibrau sych a'u trwytho â resin yn-situ. Mae'r dechnoleg yn berthnasol i weithgynhyrchu ffibrau parhaus perfformiad uchel megis ffibrau carbon gradd awyrofod, ffibrau gwydr neu ffibrau polyamid aromatig, a all roi chwarae llawn i fanteision perfformiad mecanyddol y ffibrau perfformiad uchel hyn, a gweithgynhyrchu rhannau cyfansawdd â chryfder uchel ac anystwythder uchel. Er enghraifft, wrth weithgynhyrchu cydrannau strwythurol yn y diwydiant awyrofod, gellir defnyddio'r broses CF3D™ i gynhyrchu cydrannau ysgafn, cryfder uchel megis adenydd a fframiau ffiwslawdd, a all fodloni'r gofynion llym ar gyfer cydrannau perfformiad uchel ac ysgafn yn y diwydiant awyrofod.
Yn ogystal â'r offer uchod, mae yna lawer o offer technoleg FDM eraill sy'n chwarae rhan bwysig yn eu priod feysydd. Er enghraifft, gall yr argraffydd Ultimaker{1}}D argraffu gyda deunyddiau cyfansawdd sy'n cynnwys gronynnau nitrid silicon, sydd â chaledwch uchel a gwrthsefyll traul a gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu rhannau â gofynion gwrthsefyll traul uchel, megis rhannau sy'n gwrthsefyll traul mewn peiriannau diwydiannol, mowldiau, ac ati. Mae'r argraffydd Zmorph 2.0 3D yn argraffu gyda phast ceramig, sy'n gallu cynhyrchu rhannau â phriodweddau ceramig arbennig, megis rhannau ceramig sy'n gwrthsefyll gwres.{5} Mae argraffwyr Zmorph 2.0 3D, ar y llaw arall, yn defnyddio pastau ceramig i argraffu rhannau â phriodweddau cerameg arbennig, megis rhannau ceramig sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel a cyrydiad, sydd â chymwysiadau posibl yn y diwydiannau cemegol ac electroneg. Mae'r dyfeisiau hyn yn aml yn cael eu cyfuno â-meddalwedd ffynhonnell agored (fel Blender ac Ultimaker Cura) i ddylunio ac argraffu modelau. Mae cymhwyso -meddalwedd ffynhonnell agored yn galluogi defnyddwyr i fod yn fwy hyblyg wrth osod gosodiadau paramedr argraffu a dylunio modelau, sy'n gostwng y trothwy defnydd ac yn hyrwyddo cymhwysiad eang a datblygiad arloesol technoleg FDM.
3.2.2 CLG
Mae technoleg mowldio halltu golau (SLA) yn dechnoleg argraffu 3D manylder uchel, a'r egwyddor yw cymysgu monomerau polymer ffotosensitif gyda gronynnau neu ffibrau atgyfnerthu, ac o dan arbelydru tonfeddi penodol o olau uwchfioled, mae'r ffotogynhaliwr yn sbarduno'r monomerau polymer i fynd trwy luniad cyflym o bolymerau, sy'n eu trawsnewid yn gyflym o gyflwr hylifol, sy'n cael ei luniadu'n gyflym o gyflwr hylifol, sy'n adweithio'n gyflym{3} o gyflwr hylifol i ffotoboli, sy'n adweithio'n gyflym{3} o gyflwr hylifol. yna cânt eu pentyrru un ar ben haen wrth haen arall yn unol â'r llwybr arfaethedig, gan ffurfio'r cynhyrchion tri dimensiwn a ddymunir yn y pen draw.
Mae gan dechnoleg SLA gywirdeb uchel iawn, a gall gynhyrchu rhannau â chywirdeb dimensiwn hynod o uchel ac ansawdd wyneb llyfn, ac mae ganddi ystod eang o gymwysiadau mewn meysydd sydd angen manwl gywirdeb uchel iawn, megis gemwaith, mowldiau manwl, offer meddygol a diwydiannau eraill. Mewn gweithgynhyrchu gemwaith, gall technoleg SLA argraffu modelau gemwaith cymhleth a cain yn gywir ar gyfer castio neu brosesu dilynol i ddarparu samplau cywir, a all leihau'r cylch dylunio a chynhyrchu gemwaith yn fawr, gan wella ansawdd y cynnyrch a rhyddid dylunio ar yr un pryd. O ran gweithgynhyrchu llwydni manwl gywir, gall technoleg SLA gynhyrchu creiddiau a cheudodau llwydni manwl uchel i sicrhau cywirdeb dimensiwn ac ansawdd wyneb y mowld, a thrwy hynny wella ansawdd a chysondeb cynhyrchion wedi'u mowldio â chwistrelliad. Ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau meddygol, megis prostheses deintyddol, cregyn cymorth clyw a dyfeisiau meddygol bach eraill, gall technoleg SLA gynhyrchu cynhyrchion sy'n ffitio'r strwythur ffisiolegol dynol gyda manwl gywirdeb uchel, gan wella'r defnydd o ddyfeisiau meddygol a chysur.
Fodd bynnag, mae gan dechnoleg CLG rai cyfyngiadau hefyd. Ar hyn o bryd, mae'r mathau o fatrics resin polymer sy'n addas ar gyfer halltu ysgafn yn gymharol gyfyngedig, sydd i ryw raddau yn cyfyngu ar gymhwyso'r dechnoleg hon ym maes gwahanol ofynion perfformiad deunydd. Oherwydd cyfyngiad y math o fatrics resin, efallai na fydd yn gallu bodloni gofynion rhai rhannau arbennig ar briodweddau mecanyddol y deunydd, ymwrthedd gwres, sefydlogrwydd cemegol ac agweddau eraill. Yn ogystal, pan ychwanegir atgyfnerthiad ffibr byr yn ystod y broses argraffu, mae problemau setlo ffibr yn debygol o ddigwydd, a all arwain at strwythur mewnol anwastad o'r deunydd cyfansawdd, gan effeithio ar gysondeb perfformiad a sefydlogrwydd ansawdd y rhannau printiedig. Er mwyn goresgyn y cyfyngiadau hyn, mae ymchwilwyr yn gyson yn archwilio deunyddiau resin ffotosensitif newydd a thechnolegau atgyfnerthu ffibr i ehangu cwmpas cymhwyso technoleg SLA a gwella ei ansawdd print.
3.2.3 LDM/DIW
Technoleg Ysgrifennu Ink Uniongyrchol (DIW): Mae hon yn dechnoleg allwthio a ddefnyddir i wneud rhannau printiedig 3D o serameg, metelau, a deunyddiau mân eraill. Mae offer DIW yn fforddiadwy ac yn addas ar gyfer prototeipio cyflym gan ddylunwyr. Mae technoleg Ysgrifennu Ink Uniongyrchol (DIW), a elwir hefyd yn Mowldio Dyddodiad Hylif (LDM), yn dechnoleg allwthio unigryw ar gyfer argraffu 3D.
Mae'r deunyddiau crai a ddefnyddir mewn technoleg LDM/DIW yn gyfansoddion ar ffurf hydoddiannau, pastau, neu hydrogeliau gyda rhywfaint o hylifedd, sy'n cael eu halltu a'u mowldio trwy gynhesu'r post, halltu golau uwchfioled (UV), neu ychwanegu cynhwysion actif.
Mantais sylweddol y broses hon yw'r gallu i gynhyrchu rhannau â graddiannau swyddogaethol a chyfansoddiadol. Mewn rhai senarios cais arbennig, megis gweithgynhyrchu cymalau artiffisial yn y maes biofeddygol a gweithgynhyrchu dyfeisiau deunydd graddiant swyddogaethol yn y maes electronig, mae angen rhannau â gwahanol gyfansoddiadau deunydd neu raddiannau perfformiad i fodloni gofynion swyddogaethol gwahanol rannau. Gall technoleg LDM/DIW reoli'n union faint allwthio a chymhareb cymysgu gwahanol inciau deunydd yn ystod y broses argraffu. Fodd bynnag, ni ddylid ychwanegu ffibrau â chymarebau agwedd mawr a chynnwys uchel er mwyn osgoi tagu'r pen print yn ystod y broses argraffu.
3.2.4 SLS/SLM
Mae sintro laser dewisol (SLS), yn ddull argraffu 3D sy'n defnyddio gwres a gynhyrchir gan laser i ffiwsio powdrau yn ddetholus. Gan ddefnyddio cymysgedd o matrics polymer a ffibrau atgyfnerthu y powdr, fel bod y laser yn ôl y model 3D o groes- siâp adrannol y powdr mewn rhanbarth penodol o'r gwresogi, y pwynt toddi y toddi powdr polymer cymharol isel, y matrics a bondio atgyfnerthu i gyflawni cydrannau y cyfansawdd. Cywirdeb wyneb uwch, tynnu strwythurau cynnal yn hawdd ac ailgylchu deunyddiau yw manteision mowldio SLS. Fodd bynnag, problem y dull hwn yw bod dwysedd y ddau ddeunydd yn y powdr cymysg fel arfer yn wahanol, sy'n dueddol o ffenomen dyddodiad ac yn gwneud nad yw cyfansoddiad y cynnyrch yn unffurf. Yn ogystal, mae gan SLS ofynion llym ar faint gronynnau'r deunydd crai, felly mae'r defnydd cyffredinol o ffibrau byr â hyd o 20-250 μm, ac mae gan briodweddau mecanyddol y deunydd cyfansawdd welliant cyfyngedig.
4 Datblygiad yn y dyfodol
Mae datblygiad technolegol yn gyrru'r diwydiant cyfansoddion i ddod â chyfleoedd newydd yn y farchnad cludiant awyr. Mae angen rhannau cyfansawdd perfformiad uchel ar wasanaethau cab awyr rhyng-ddinas (marchnad AAM) sy'n defnyddio'r holl awyrennau eVTOL trydan ag ystod o tua 150km, a bydd technoleg argraffu 3D yn chwarae rhan allweddol ynddynt. Er mai dim ond llond llaw o gwmnïau sy'n cael eu hariannu'n dda ar hyn o bryd, mae potensial y farchnad yn enfawr, a disgwylir i filoedd o gabiau awyr fod yn weithredol erbyn 2030, gan greu gofod marchnad ar gyfer offer cyfansawdd printiedig 3D.
Mae cyfansoddion hefyd yn chwarae rhan bwysig wrth gynhyrchu awyrennau mawr, er enghraifft, mae'r awyren C919 yn gwneud defnydd helaeth o amrywiaeth o ddeunyddiau cyfansawdd, gan gynnwys resin epocsi wedi'i gryfhau, sef T800, cryfder gradd uchel, cryfder cyfansoddion ffibr carbon, cyfansoddion gwydr ffibr, defnyddiau diliau aramid, llafnau a ffanfi carbon. cydrannau tyrbin cyfansawdd wedi'u seilio ar serameg. Mae'r cymwysiadau hyn wedi gwella perfformiad awyrennau ac wedi dangos pwysigrwydd cyfansoddion wrth weithgynhyrchu awyrennau mawr. Wrth i dechnoleg ddatblygu ac wrth i'r gofynion ar gyfer perfformiad, manwl gywirdeb a dibynadwyedd rhannau cyfansawdd gynyddu, mae technoleg argraffu 3D yn darparu datrysiad effeithlon o ansawdd uchel.
Mae cynnydd technoleg argraffu 3D wedi hyrwyddo ei gymhwysiad ym maes deunyddiau cyfansawdd. Mae ymchwil a datblygu deunyddiau newydd wedi cyfoethogi'r mathau o gyfansoddion printiedig 3D ac wedi gwella eu perfformiad; mae gwella prosesau argraffu, megis argraffu gwresogi microdon ac argraffu 3D â chymorth ultrasonic, wedi gwella cyflymder argraffu ac ansawdd y cynhyrchion; ac mae arloesi technoleg ffroenell, megis ffroenell aml-fanwl a ffroenell fanwl uchel, wedi gwella cywirdeb a chymhlethdod y cynhyrchion. Mae aeddfedrwydd technoleg ac ehangu graddfa'r farchnad wedi lleihau cost offer argraffu 3D, a gall mwy o fentrau a sefydliadau ymchwil fforddio cost offer cyfansawdd argraffu 3D, sy'n hyrwyddo ei gymhwysiad eang.
Mae offer cyfansawdd argraffu 3D yn dangos ei swyn a'i werth unigryw a phwerus yng nghyd-destun datblygiad technolegol cyflym. Mae'r gadwyn diwydiant yn cwmpasu o ddethol a chyflenwi deunyddiau crai yn ofalus yn yr afon i fyny'r afon, i weithgynhyrchu ac optimeiddio caledwedd craidd, offer gweithredu ategol a gwahanol fathau o offer argraffu 3D yng nghanol yr afon, i'r cymhwysiad eang mewn llawer o feysydd megis awyrofod, modurol, meddygol a electroneg defnyddwyr yn y lawr yr afon, sydd wedi ffurfio ecosystem ddiwydiannol gyflawn ac agos.
Ym maes cymhwysiad, mae offer cyfansawdd argraffu 3D wedi chwarae rhan anadferadwy mewn llawer o feysydd gweithgynhyrchu pen uchel. Ym maes awyrofod, mae'n helpu'r awyren i wireddu perfformiad ysgafn ac uchel; ym maes gweithgynhyrchu ceir, mae'n hyrwyddo datblygiad automobiles i gyfeiriad personoli a deallusrwydd; ym maes triniaeth feddygol, mae'n darparu cefnogaeth gref ar gyfer triniaeth feddygol bersonol a manwl gywir.
Serch hynny, mae offer cyfansawdd argraffu 3D yn y lefel dechnegol yn dal i wynebu heriau megis gwella perfformiad deunydd, effeithlonrwydd argraffu a gwella safon ansawdd. Mae'r gost uchel hefyd yn cyfyngu ar ei boblogrwydd. Yn ogystal, mae prinder gweithwyr proffesiynol rhyngddisgyblaethol hefyd yn cyfyngu ar ddatblygiad y diwydiant. Yn y dyfodol, arloesi deunydd, integreiddio technoleg ac ehangu cymhwysiad fydd y prif gyfeiriad datblygu. Bydd ymchwil a datblygu deunyddiau cyfansawdd newydd yn ehangu meysydd cais, a bydd technoleg argraffu 3D yn integreiddio â deallusrwydd artiffisial, data mawr, Rhyngrwyd Pethau a thechnolegau eraill i wella ansawdd ac effeithlonrwydd argraffu. Ar yr un pryd, bydd argraffu 3D yn ehangu ei gymhwysiad ym meysydd adeiladu, ynni, diwylliant a chreadigrwydd, ac yn hyrwyddo arloesedd a datblygiad diwydiannau cysylltiedig.
Ffynhonnell: "Cymdeithas Diwydiant Cyfansoddion Tsieina"