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Was volumetrisches Drucken 3D ist und warum es das Ende der additiven Herstellung bedeuten konnten

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Alias ganz eigenhändig geschriebes oder tomographisches Drucken, konnte es der folgende Evolutionsschritt sein

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Fortschrittsbewegungen schnell in der Druckindustrie 3D. Soviel, damit neue, störende Technologien fast jeder Monat angekündigt werden. Jedoch alle können sie nicht störend und revolutionär sein. So geschieht er, dass, wenn ein wirklich neues Unterbrechungskonzept an Drucken 3D angekündigt wird, er möglicherweise ein wenig unbemerkt geht – oder völlig verstanden für seine Bedeutung. Das geschehen möglicherweise, als LLNL-Forscher zuerst volumetrisches 3D ankündigten und darstellten, das letztes Jahr druckt. Aber genau ist was volumetrisches Drucken 3D?

Selbst wenn es ein Projekt von den Spitzeninstitutionen wie LLNL, MIT, Uc Berkeley und der Universität von Rochester war, geschienen möglicherweise es wie gerade eine andere faszinierende dennoch ein wenig weit-geholte Innovation einem konsolidierten Prozess. Jedoch führte ein neuer E-Mail-Austausch mit einem Studenten von Professor Colosimos Additive Manufacturing Kurs an Mailands polytechnischer Universität – die dieses Thema erforscht hat – uns zum Finden von zwei neueren Mitteilungen, die scheinen, anzuzeigen, dass sie viel mehr als die ist. Volumetrisches Drucken 3D, alias ganz eigenhändig geschriebes Drucken 3D oder tomographisches Drucken 3D, sind möglicherweise gerade der folgende Evolutionsschritt im Drucken 3D und die zuerst „wahre“ dreidimensionale Form des Druckens.

Gerade letzte Woche, kündigte bioprinting Führer CELLINK die Entwicklung eines neuen – nicht so erschwinglich – $1,2 Million ganz eigenhändig geschrieben bioprinter an, das ganz eigenhändig geschriebe-x. Ein paar Wochen früher, veröffentlichten Forscher vom Ecole Polytechnique Fédérale De Lausanne ein Papier auf „volumetrischem Drucken 3D von Elastomeren durch tomographische Rückprojizierung „.

Sie beschrieben den Prozess, wie „angespornt durch Scans der Computertomographie (CT) in der biomedizinischen Darstellung. In der Computertomographie werden eine Reihe Röntgenstrahlröntgenbilder eines Patienten oder Gegenstand von den verschiedenen Winkeln erworben. Diese radiografischen Projektionen werden dann mit einem tomographischen Algorithmus verarbeitet, um Querschnittsbilder des gescannten Gegenstandes wieder aufzubauen. Die Querschnittsbilder stellen die Verteilung der absorbierten Röntgenstrahldosis innerhalb des Gegenstandes dar.

In tomographischem 3D wird der Druck – sie erklären – des Prinzips von CT-Scans in umgekehrtem verwendet. Zuerst wird ein digitales Modell des gewünschten Gegenstandes geladen. Basiert auf diesem Modell, werden Querschnittsbilder des Gegenstandes erzeugt (voxelization). Dann werden Projektionen von einem Satz vieler Winkel von 0 zu 360° unter Verwendung jedes möglichen solchen Tomographiealgorithmus das berechnet, wenn alle diese Projektionen in ein homogenes Volumen Absorbermaterial angezeigt werden, die kumulative Energiedosisverteilung wegen der Projektionen reproduziert die Form des dreidimensionalen Gegenstandes innerhalb des Materials. Wenn ein flüssiges photopolymer als Zielmaterial benutzt wird und sichtbares Licht für die Projektionen benutzt wird, verfestigen sich Standorte innerhalb des photopolymer, in denen eine hohe Dosis des Lichtes angewendet wurde, während andere Standorte bleiben unterhalb der Verfestigungsschwelle.“

Welche Auswirkungen für additive Herstellung?

Alles 3D, das heute druckt, ist wirklich eine Art 2D Drucken wiederholte entlang der z-Achse. Volumetrische Ansätze des Drucken 3D drucken wirklich in allen drei Maßen gleichzeitig. In diesem Sinne scheint es wie die natürliche Entwicklung des Druckens 3D.

Ironisch entwickelt volumetrisches Drucken möglicherweise 3D in etwas, das nicht mehr gelten kann als eine Art additive Herstellung und sicher es keine Art ALM sein würde (additive Schichtherstellung) wie einige auf sie sich beziehen. Nicht nur es würde keine Schichten geben (da es keine Schichten in ununterbrochenen DLP-Technologien oder in den Prozessen 2PP gibt), aber es nicht mehr gibt sogar alles möglicherweise, das additiv aufgebaut wird, da die Teile ganz gleichzeitig verfestigt werden konnten. Wahrscheinlicher, haben einige volumetrische Prozesse möglicherweise noch einen Grad additive Herstellung, aber in drei Maßen: von der Mitte nach außen abfahren und errichten.

In der Lage sein zum Druck 3D von allen räumlichen Maßen könnte instrumentell gleichzeitig sein, wenn es komplexe Organe produzierte, wie CELLINK mit dem neuen ganz eigenhändig geschrieben-x System schließt. Dieses würde besseren und funktionellvascularity und Multi-zellulärmaterialstrukturen ermöglichen. Im Allgemeinen ist möglicherweise diese Annäherung für sehr komplexe Multimaterialstrukturen ideal, die eine der Primärherausforderungen in seiner Annahme auch sein konnten.

Die Technologie, die durch LLNL und durch Lausanne-Forscher gezeigt wird, ist stereolithographic (oder selbst--stereolithographic, da sie auf es sich beziehen) und diese Familie von Prozessen fast immer mit einem einzelnen Material arbeitet. Anderes Fragen concer, ob volumetrisches Drucken 3D an den Thermoplastikeen und an den Metallen überhaupt angewendet werden könnte. In beiden Fällen ist die Frage, ob sie an den materiellen Verdrängungs- und Pulverbettfusionsprozessen angewendet werden könnte.

Volumetrisches PBF und materielle Verdrängung?

Pulverisieren Sie Bettfusion würde ausgeschlossen fürs Erste, hauptsächlich weil sie wahrscheinlich zu viel Energie erfordern würde, in der Lage zu sein, sie zu steuern. Selbst wenn Forscher in der Lage waren, einen volumetrischen Pulverbettfusionsprozess für Polymere (möglicherweise eine Entwicklung von LaserProFusion EOS) zu entwickeln, würde es noch viele Jahre dauern, vor sogar anfangen es, an den Metallen anzuwenden zu erwägen (obgleich CEO Adrian Keppler EOS uns sagte, dass es theoretisch am formnext möglich sein würde)

Andere Möglichkeiten sind Polymer- und Metallverdrängung und Absetzung (DED/LMD). Ein könnte flüssigen Plastik und Metalle von mehr als einem Absetzungskopf theoretisch gleichzeitig niederlegen, aber sie würden nicht in der Lage sein, es sei denn, dass sie in einer Schwerelosigkeitsumwelt waren, im Raum aufwärts zu verdrängen. Mindestens in dieser Hinsicht, hat das bioprinter möglicherweise, das gerade zum ISS geschickt wurde, mehr Antworten für uns.

Da wir im Reich von langfristigen Möglichkeiten riskieren, würde eine abschließende Möglichkeit für Metallvolumetrisches Drucken 3D ein MIM-ansässiger stereolithographic Prozess sein. Ein könnte einen Prozess theoretisch verwenden, der dem ähnlich ist, der durch LLNL auf Mischungen von photopolymers (Mappen) entwickelt wurde und von Metallpulvern. Während es weiterhin bleibt gesehen zu werden, wie der Prozess an einem starken, undurchsichtigen Material arbeiten würde, muss es auch betrachtet werden, dass solche MIM-ansässigen stereolithographic Prozesse gerade vor kurzem „in der traditionellen“ Schicht basierten Drucken 3D eingeführt worden sind und es viel mehr Forschung nimmt, um sie in eine volumetrische Annäherung des Drucken zu entwickeln 3D.

Andererseits einmal denkt jemand an neues etwas und es funktioniert, Fortschritt bewegt recht schnelles im Drucken 3D. Wir hören wahrscheinlich den Ausdruck volumetrisches 3D, viel mehr als ein paar Male zu drucken nächstes Jahr.