3D басып чыгаруунун барган сайын популярдуу болуп баратканын байкадыңызбы? Бир нече жыл мурун кичинекей пластик оюнчуктарды жана концептуалдык моделдерди жасоодон баштап, азыр ал үйлөрдү, тиштерди жана ал тургай адамдын органдарын басып чыгара алат! Анын өнүгүшү ракетага окшош.
Бирок популярдуулугуна карабастан, эгерде 3D басып чыгаруу чындап эле өнөр жай өндүрүшүндө алдыңкы орунду ээлегиси келсе, ал бир гана пластмасса жана чайыр сыяктуу "жумшак хурмага" таяна албайт. Ал демонстрациялык буюмдарды жасоо үчүн жакшы, бирок экстремалдык чөйрөлөргө туруштук бере алган жогорку температурадагы тетиктерди же жогорку бекемдиктеги, эскирүүгө туруктуу тактыктагы түзүлүштөрдү жасоого келгенде, көптөгөн материалдар дароо эле жараксыз болуп калат.
Бүгүнкү макалабыздын каарманы дал ушул жерден сөзгө келет...глинозем порошогу, көбүнчө "корунд" деп аталат. Бул материал башаламан эмес, өзүнөн өзү бышык сапаттарга ээ: жогорку катуулук, коррозияга туруктуулук, жогорку температурага туруктуулук жана эң сонун изоляция. Салттуу тармактарда ал отко чыдамдуу материалдарда, абразивдерде, керамикада жана башка тармактарда тажрыйбалуу.
Ошентип, суроо туулат: салттуу, "бышык" материал заманбап "санариптик интеллектуалдык өндүрүш" технологиясы менен кездешкенде кандай учкундар пайда болот? Жооп: тынч материалдар революциясы жүрүп жатат.
Ⅰ. Эмне үчүн глинозем? Эмне үчүн ал калыпты бузуп жатат?
Келгиле, алгач эмне үчүн 3D басып чыгаруу мурда керамикалык материалдарды колдонбогонун талкуулайлы. Ойлонуп көрсөңүз: пластик же металл порошокторун лазер менен бышыруу же экструзиялоо учурунда башкаруу салыштырмалуу оңой. Бирок керамикалык порошоктор морт жана эритүү кыйын. Лазерлердин бышыруу жана андан кийин аларды калыптандыруу процесси өтө тар, бул аларды жарака кетүүгө жана деформациялоого жакын кылат, бул натыйжада өндүрүмдүүлүк өтө төмөн болот.
Ошентип, глинозем бул көйгөйдү кантип чечет? Ал күчкө эмес, "тапкычтыкка" таянат.
Негизги жетишкендик 3D басып чыгаруу технологиясынын жана материалдардын формулаларынын координацияланган эволюциясында жатат. Байланышуучу материалдардын агымы жана стереолитография сыяктуу учурдагы негизги технологиялар "ийри ыкманы" колдонот.
Байланышуучу бөлүкчөлөрдү агым менен иштетүү: Бул абдан акылдуу кадам. Алюминий кычкылы порошогун лазер менен түз эритүүнүн салттуу ыкмаларынан айырмаланып, бул ыкма алгач алюминий кычкылы порошогунун жука катмарын сүйкөйт. Андан кийин, так сыя агымдуу принтер сыяктуу эле, басма башы керектүү жерге атайын "желим" чачып, порошокту бириктирет. Порошок менен желимди катмар-катмар менен колдонуу акырында алдын ала формадагы "жашыл денени" берет. Бул жашыл дене али катуу эмес, ошондуктан керамика сыяктуу эле, ал жогорку температуралуу меште акыркы "отко чөмүлтүлүүдөн" өтөт - бышыруу. Бышырылгандан кийин гана бөлүкчөлөр чындап бекем байланышып, салттуу керамикага жакын механикалык касиеттерге жетишет.
Бул керамиканы түз эритүүдөгү кыйынчылыктарды акылдуулук менен айланып өтөт. Бул алгач 3D басып чыгаруу менен тетикти формага келтирип, андан кийин салттуу ыкмаларды колдонуп, ага жан жана күч бергенге окшош.
II. Бул "жетилүү" чындыгында кайдан көрүнөт? Иш-аракетсиз сүйлөө - бул жөн гана куру сөз.
Эгер муну чоң жетишкендик деп атасаңыз, анда чыныгы чеберчилик болушу керек, туурабы? Чынында эле, 3D басып чыгарууда алюминий кычкылы порошогун колдонуу жөн гана "нөлдөн баштап" эмес, чындап эле "жакшыдан мыктыга" карай өнүгүп, мурда чечилбей келген көптөгөн көйгөйлөрдү чечет.
Биринчиден, ал "кымбатчылык" деген сөздүн синоними катары "татаалдык" түшүнүгүн жокко чыгарат. Салттуу түрдө, татаал ички агым каналдары бар форсункалар же жылуулук алмаштыргычтар сыяктуу алюминий оксиди керамикасын иштетүү калыпты калыптоого же механикалык иштетүүгө негизделген, бул кымбатка турат, убакытты талап кылат жана кээ бир конструкцияларды түзүү мүмкүн эмес кылат. Бирок азыр 3D басып чыгаруу сиз долбоорлой турган ар кандай татаал структураны түз, "көксүз" түзүүгө мүмкүндүк берет. Ички биомиметикалык уяча түзүлүшү бар, укмуштуудай жеңил, бирок өтө бекем алюминий оксиди керамикалык компонентин элестетиңиз. Аэрокосмос тармагында бул салмакты азайтуу жана иштин натыйжалуулугун жакшыртуу үчүн чыныгы "сыйкырдуу курал".
Экинчиден, ал "функция менен форманын кемчиликсиз интеграциясына" жетишет. Айрым тетиктер татаал геометрияларды жана жогорку температурага туруктуулук, эскирүүгө туруктуулук жана изоляция сыяктуу адистештирилген функцияларды талап кылат. Мисалы, жарым өткөргүчтөр тармагында колдонулган керамикалык байланыш колдору жеңил, жогорку ылдамдыкта кыймылдай ала турган жана таптакыр антистатикалык жана эскирүүгө туруктуу болушу керек. Мурда бир нече тетиктерди чогултууну талап кылган нерсени эми алюминий кычкылынан бирдиктүү, интеграцияланган компонент катары түз 3D басып чыгарууга болот, бул ишенимдүүлүктү жана иштөөнү бир топ жакшыртат.
Үчүнчүдөн, бул жекелештирилген ыңгайлаштыруунун алтын доорун баштайт. Бул өзгөчө медицина тармагында байкалат. Адамдын сөөктөрү ар кандай болгон жана мурунку жасалма сөөк имплантаттарынын өлчөмдөрү белгиленген болгондуктан, дарыгерлер операция учурунда алар менен гана чектелүүгө аргасыз болушкан. Эми бейтаптын компьютердик томографиясынын маалыматтарын колдонуп, бейтаптын морфологиясына толук дал келген тешиктүү алюминий кычкылынан жасалган керамикалык имплантты түз 3D басып чыгарууга болот. Бул тешиктүү түзүлүш жеңил гана эмес, сөөк клеткаларынын ага өсүшүнө мүмкүндүк берет, чыныгы "остеоинтеграцияга" жетишип, имплантты дененин бир бөлүгүнө айлантат. Мындай жекелештирилген медициналык чечим мурда элестетилгис болчу.
Ⅲ. Келечек келди, бирок кыйынчылыктар көп.
Албетте, биз жөн гана сөз кыла албайбыз. 3D басып чыгарууда глинозем порошогун колдонуу дагы эле чоң потенциалга ээ, бирок ошол эле учурда өспүрүмдөрдүн кыйынчылыктары да бар өсүп келе жаткан "вундеркинд" сыяктуу.
Баасы жогору бойдон калууда: 3D басып чыгарууга ылайыктуу жогорку тазалыктагы тоголок алюминий кычкылы порошогу өзүнөн өзү кымбат. Ага көп миллион долларлык атайын басып чыгаруу жабдууларын жана андан кийинки бышыруу процессинин энергия сарптоосун кошкондо, алюминий кычкылынын тетигин басып чыгаруунун баасы жогору бойдон калууда.
Жогорку технологиялык тоскоолдуктар: Шламды даярдоодон жана басып чыгаруу параметрлерин орнотуудан баштап, кайра иштетүүдөн кийинки бөлүп-жаруу жана бышыруу ийри сызыгын башкарууга чейин, ар бир кадам терең тажрыйбаны жана техникалык топтоону талап кылат. Жарылуу, деформация жана бирдей эмес кичирейүү сыяктуу көйгөйлөр оңой эле пайда болушу мүмкүн.
Иштин ырааттуулугу: Басылган тетиктердин ар бир партиясында бекемдик жана тыгыздык сыяктуу негизги көрсөткүчтөрдүн ырааттуулугун камсыз кылуу ири масштабдуу колдонмолор үчүн маанилүү тоскоолдук болуп саналат.