Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
IDG  •  PC World  •  Computerworld  •  CIO  •  CFO  •  Networkworld  •  Дискусии  •  Кариерна зона  •  Събития
COMPUTERWORLD | Технологии
09 юни
2016
 
 

3D печатът е предимно за прототипиране, предстои бумът в медицината

Големите предимства на тримерното материалодобавно производство (3D принт) са, че с едно устройство се произвежда готов детайл със сложна физическа форма директно от компютърен файл, а целият процес е многократно по-бърз.

2821 прочитания, 0 коментара

Владимир Владков

През следващите 3 г. пазарът на триизмерно отпечатване ще достигне повратната си точка, като в най-напреднала фаза е внедряването на технологията за бързо прототипиране, 3D принт услуги и 3D сканиране. В същото време индустриалната употреба на този набор от различни технологии, известни и под името адитивно (или материалодобавно) производство се разширява значително, включително чрез инвестиции в нови материали, технологии и приложения, заяви Андреа Райнхард от Еврокомисията на форума “3D печатът - синергия между теория и практика”.

На събитието, организирано от ICT Media в столичния конферентен център Капитал Форт, свои иновативни технологични решения в областта на 3D печата и 3D сканирането представиха компаниите B2N, easy3D, Nemetschek Bulgaria, SolidFill и TechnoLogica. Технологични партньори на конференцията бяха Dicota и Vivacom. В семинарната програма участваха изтъкнати български експерти в областта на 3D печата като проф. д-р инж. Георги Тодоров, ръководител Научноизследователска лаборатория „CAD/CAM/CAE в индустрията“ в ТУ – София, Александър Стоянов, ръководител отдел „Развой на нови продукти” във Фесто Производство, Красен Крумов, началник отдел "Изследване и развитие" в поделение „Електрически бойлери“ на ТЕСИ ООД, Кристофър Хътчисън, CTO и директор бизнес развитие на стартъпа за протези ProsFit Technologies, доц. д-р Иван Георгиев от ИИКТ към БАН, адв. Пламена Георгиева, съдружник в Адвокатско дружество „Димитров, Петров и Ко“ и др.

Прочетете още: Първи форум на ICT Media посветен на триизмерните печат и сканиране

Андреа Райнхард, представител на Европейска технологична платформа за адитивно производство (AM) и 3D печат и на Генерална дирекция „Изследвания и иновации в областта на индустриалните технологии“ в Европейска комисия.

Андреа Райнхард, представител на Европейска технологична платформа за адитивно производство (AM) и 3D печат и на Генерална дирекция „Изследвания и иновации в областта на индустриалните технологии“ в Европейска комисия, има опит в стартиране и развитие на иновативни компании в тази сфера (microTEC и NTC). В глобалната икономика има място за персонализирани стоки и услуги, базирани на модерни производствени системи, каза тя.

„Еврокомисията предоставя финансиране на бързото прототипиране чрез лазерно сканиране на полимери още в първата си рамкова програма (FP1, 1984-1987), каза тя. - В следващите рамкови програми в периода 1988 до 2013 г. комисията осигури непрекъсната поддръжка на различни услуги, а в Седма рамкова програма ((2007-2013), бяха финансирани 60 проекта в AM областта, или общо над €160 млн. европейски средства при общ бюджет на проектите около €225 млн. В програмата Хоризонт 2020 вече са финансирани 17 АМ проекта за периода 2014 – 2016 г. с над €78 млн. европейски инвестиции и бюджет от €86 млн. само по програмата NMPB (нанотехнологии, модерни материали, производство и биотехнологии)“, добави тя. Значителна част от проектите са в областта на новите материали (29,6%, като над 11% са за метали, а 7% за полимери), 34,5% от финансираните проекти са за нови технологии (23% за нови процеси), а 35,9% са в областта на приложенията, като освен индустриалните процеси, голям дял заемат проекти в областта на здравеопазването, биопринтирането, авиокосмическата индустрия, инструментите и др.

Райнхард каза, че всички очакват „всеки момент“ да настъпи пазарен пробив на тези технологии на пазара, като Airbus вече иска да произвежда части за своите самолети с 3D принтери. „Реално погледнато, напредъкът на технологиите, намалените разходи и бързото излизане на пазара, осигурени от адитивното производство, ще доведат до този пазарен пробив“, каза Райнхард. Тя посочи две инициативи на ЕК, в които покани да се включат активно българските фирми, университети и други организации, работещи в областта на 3D печата.

Едната се нарича „Публично-частно партньорство за Фабриката на бъдещето“, която ще играе основа роля в поддръжката на индустриалната лидерство при адитивното производство като един от ключовите показатели (КЕТ) на Хоризонт 2020. „ПЧП Фабриката на бъдещето разработва АМ чрез индустриални пътни карти в сътрудничество с подходящите заинтересовани страни, като Платформата за адитивно производство и европейската технологична платформа ManuFuture ETP, допълни тя. - Индустрията играе водеща роля в дефинирането на приоритетите за проучванията, подобрявайки комерсиализацията на научните изследвания. Българските фирми и организации трябва да пращат ясни предложения с коректни и лесни за разбиране цели, които да доказват как изследванията ще доведат до реални пазарни изделия или услуги“, обясни Райнхард.

В програмата Хоризонт 2020 има 6 ключови, стратегически технологии (КЕТ), които ще бъдат финансирани, а именно нанотехнологии, модерни материали, микро и наноелектроника, фотоника, биотехнологии и модерно производство. „Фирмите могат да комбинират и няколко КЕТ приоритета, за да създадат усъвършенствани АМ продукти, например изкуствени кости и импланти за здравеопазването, нанотехнологии и нови материали за транспортната индустрия, която генерира голяма част от БВП на Европа и трябва да запазим нейната конкурентоспособност“, добави Райнхард. В същото време по проекта CSA SASAM по 7РП се финансира създаването на единна пътна карта за стандарти и регулации в областта на адитивното производство.

 

Какво всъщност представлява 3D печатът?

Създаването на нови продукти преминава през няколко етапа. Първо се правят проучвания, определят се техническите спецификации, следват инженерни анализи и симулации, на чиято база се създава концептуален дизайн и по-подробна разработка на идеята от дизайнерите. „Веднага след това се създават физически прототипи, които валидират решенията, налични досега само във виртуален вид, обясни проф. Тодоров от ТУ - София. - След това се правят тестване и измервания на тези прототипи, правят се корекции и едва след това се стига до масово производство. Именно на етапа физически прототипи голяма помощ оказва 3D печатът“, каза той. През 2004 г. у нас е внесена първата такава система за създаване на електроинструменти.

проф. д-р инж. Георги Тодоров, ръководител Научноизследователска лаборатория „CAD/CAM/CAE в индустрията“ в ТУ – София

3D отпечатването, от своя страна, работи по следния начин. От наличен компютърен 3D модел се генерира компютърен файл във формат *.STL, разпознаваем от 3D принтерите. След проверка на геометрията изделието се изгражда послойно (при другите технологии се ползва формоване или отнемане на материал, а тук материалът се добавя), обясни проф. Тодоров.

Третата стъпка е производство на прототипа по различни технологии, следва почистване и финални обработки. „Процесите не са автоматизирани, има много ръчни обработки, но това понякога е предимство“, каза Тодоров.

При бързото прототипиране най-популярни са адитивните технологии (с добавяне на материал), като те се подразделят на течни (течен изходен материал), с твърди частици и с листов материал. Най-бързо се развиват технологиите на твърди частици, които се свързват по различен начин или са на базата на нишка. От своя страна технологиите за добавяне са от типа добавяне на материал, на енергия и/или на свързващи вещества, обясни Тодоров.

При еднодименсионните се сканира с движение на точка (на базата на течен полимер – SLA (напр. 3D Sys), на базата твърди частици (SLS на DTM, LST на EOS или LENS на Phoenix), на разтопяване (FDM на Stratasys) или чрез листа (LOM на Helisys, PLT на Kira). “По-високопроизводителните паралелни системи работят с по 2 лъча или поток на точките, обясни проф. Тодоров – Има и машини, които си служат с област от едновременен масив, като всеки слой се запълва по различен начин (напр. Object Quadra или TermoJet).“ Напоследък се предлага и двуканална технология с проектиране на DLP лазерни лъчи като SGC (Cubital) и MicroTEC.

Има над 20 различни технологии за добавяне на материал. Най-важните от практическа гледна точка са стереолитографията (SLA и DLP). При SLA материалът се обработва на маса, на която в течна среда постепенно се формира изделието слой по слой с помощта на ултравиолетов лазерен лъч, a останалият материал остава течен. При варианта на стереолитографията DLP се ползва същият процес, но не се сканира в точки, а цялото изображение наведнъж, затова в този случай са нужни подпорки. Третият популярен метод е тримерно отпечатване – работи се в прахообразен материал, който се разнася с валяк, а след това с една дюза се впръсква свързващото вещество на определените за целта места. Предимство на този метод е, че не се изискват подпори.

Друга високопроизводителна технология е многоструйната (Polyjet). При нея в линия се нанасят през цяла редица дюзи основният и свързващият материал, но в този случай материалите са ограничени до определен набор, предоставян от производителя на съответната машина. Същата технология се ползва и при струйните (Inkjet принтери), при които се нанася основен материал за детайла и поддържащо вещество, което след това трябва да се почисти, най-често ръчно.

Най-популярна у нас е технологията с отлагане на разтопен материал (FDM), при която се ползват една или две нишки. Двата материала (основен и поддържащ) изграждат в пространството изделие от две отделни дюзи, като след това поддържащият материал трябва да бъде отстранен, при това точността е малко по-ниска, обясни Тодоров.

Предимства и ограничения на 3D отпечатването

Според проф. Тодоров, голямо предимство на 3D е, че само с едно устройство се произвежда готов детайл. При нормалното производство са нужни редица машини и процеси за постигане на дадена геометрия на детайла. Освен това целият процес (от идеята до крайния резултат е многократно по-бърз от всеки друг индустриален процес). Третият голям плюс е, че се произвежда директно от компютърен файл сложна физическа форма. „При никоя друга традиционна технология не можете да си позволите произволна форма на изделието“, каза още проф. Тодоров.

Освен плюсове, 3D печатът има и негативи страни. На първо място това е относително високата цена, макар че технологията поевтинява. Това обаче се случва при по-масовите продукти с по-малка точност и якост. При индустриалните модели цената на крайния продукт все още е висока. Другите ограничения включват ниска производителност (подходящи са за малки серии и уникални бройки), както и технологични лимити – размер, качество на повърхностите, ограничен избор на материали.

Именно плюсовете и ограниченията на 3D печатът определят областите на приложение на тази група технологии. Те включват:

  • Индустриален дизайн (повече време и внимание може да се отдели за проучване на различни варианти конструкции, както и повече време за тестване на бъдещото изделие);
  • Директно производство на формообразуващ инструмент, модели за леене и точни модели за направа на различни формообразуващи инструменти
  • Маркетинг: Опитни образци за вероятни производители, както и за проучване на потенциален клиент и пазар.
  • Продажби: За излизане на пазарa преди конкурентите.

„Технологията е ефективна при опитни образци, медицински модели, импланти. В ТУ София работим и в областта на замяната на части от кости, включително за модели на зъбни импланти. Истинските корони и мостове обаче се правят по традиционния метод все още“, обясни проф. Тодоров.

В България 3D отпечатването

се развива в двете лаборатории – CAD/CAM/CAE лабораторията на ТУ София, чийто ръководител на проф. Тодоров, и 3D Creative Lab в София Тех парк. В ТУ София работи система SolidScape R66+ за леене по стопяеми модели, както и уникална за региона система за БП на метални детайли SLM 125HL. В София Тех парк е пусната в експлоатация система за хибридна обработка DMG/MORI, както и принтер Voxeljet VX500 за детайли от керамика или пясък. Това е седмата машина в света, работеща с промишлено доказани материали за леене и без поддържащи структури, като работното пространство е 500 x 400 x 300 мм. С тези машини и стартиращи фирми, и студентите имат достъп до най-новите технологии, обясни проф. Тодоров.

Кристофър Хътчисън е CTO & Бизнес развитие в ProsFit Technologies, претърпял две ампутации. Основна мотивация в работата на екипа на ProsFit е създаване на възможност за приспособяване към ежедневието на нарастващия брой на хората с ампутирани крайници.

Оптимазация на топологията

Освен директните ползи от бързото прототипиране, производствените компании могат да извлекат полза и от оптимизирания дизайн, предоставян от специализиран софтуер от типа на предлагания от SolidThinking, заяви Ларс Пурше, директор партньорски продажби за EMEA в SolidThinking, част от Altair Group. “Софтуерът дава възможност на дизайнерите да оптимизират различни аспекти от разходите – например по-малко тегло значи по-късо време за изграждане на продукта от 3D принтера, значи се харчи и по-малко енергия. Ако пък се ползва друг материал, може да се генерира по-малко отпадък. Свалянето на теглото с 50%, сваля и времето за производство наполовина, или производителността скача двойно“, обясни Пурше.

Създадената от компанията софтуерна програма за оптимизация на топология стартира с товарите, които да дадат правилната геометрия на изделието, като се разчита на математически подход и компютърен алгоритъм. С негова помощ дизайнерът оптимизира изходните материали за дадено проектно пространство. Интегрираният инструмент за оптимизация на топологията се нарича INSPIRE.

Пурше даде пример с предкрилките на крилата на самолета Airbus A380, при който с помощта на софтуера са спестени цели 500 кг от теглото им, или намаляване на теглото на оригиналния детайл с над 44%. Останалите клиенти на софтуера като Boeing, Ford, JPL, Johnoson Conntrolss, Daimler, RUAG (антенни системи на спътници тип Sentinel), Renishaw (велосипеди) и други, успяват да намалят теглото на първоначалните компоненти с минимум 25%, a компанията на Airbus Group ApWorks сваля теглото на скобите за прикрепване на седалките с над 75%!

 

 

 



НАЙ-НОВИ НАЙ-ЧЕТЕНИ ПРЕПОРЪЧАНИ
ТОП100 НА ТЕХНОЛОГИЧНИТЕ КОМПАНИИ


Слайдшоу
ИНТЕРВЮ
Стандартизирането към добрите практики на ITIL: приоритет за VIVACOMСтандартизирането към добрите практики на ITIL: приоритет за VIVACOM

Разговор с Росен Тончев, новият директор на дирекция „Информационни технологии“ на телекомуникационния оператор.

ПРИЛОЖЕНИЯ
АНКЕТА

Какво мислите за FireFox OS?

Информация за Вас