3D хэвлэлт хэрхэн улам бүр түгээмэл болж байгааг та анзаарсан уу? Хэдэн жилийн өмнө жижиг хуванцар тоглоом, концепт загваруудыг хийдэг байсан бол одоо байшин, шүд, тэр ч байтугай хүний эрхтэн хэвлэх боломжтой болсон! Үүний хөгжил нь пуужин шиг юм.
Гэхдээ алдартай хэдий ч 3D хэвлэлт нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд тэргүүлэх байр суурийг эзлэхийг хүсч байвал зөвхөн хуванцар, давирхай гэх мэт "зөөлөн хурга"-д найдаж болохгүй. Энэ нь туршилтын бүтээл хийхэд тохиромжтой боловч хэт туйлын орчинд тэсвэртэй өндөр температурт эд анги, эсвэл өндөр бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй нарийн төхөөрөмж хийхэд олон материал шууд тохиромжгүй болдог.
Өнөөдрийн нийтлэлийн гол баатар маань энд л гарч ирнэ—хөнгөнцагааны нунтаг, ихэвчлэн "корунд" гэгддэг. Энэ материал нь өндөр хатуулаг, зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр температурт тэсвэртэй, маш сайн дулаалгатай, төрөлхийн бат бөх шинж чанартай тул хуучирдаггүй. Уламжлалт салбарт галд тэсвэртэй материал, зүлгүүр, керамик болон бусад салбарт аль хэдийн тэргүүлэгч байр суурь эзэлдэг.
Тэгэхээр асуулт нь уламжлалт, "бат бөх" материал нь дэвшилтэт "дижитал ухаалаг үйлдвэрлэл"-ийн технологитой нийлэхэд ямар төрлийн оч гарч ирэх вэ гэдэг юм. Хариулт нь: чимээгүй материалын хувьсгал явагдаж байна.
I. Яагаад хөнгөн цагаан исэл? Яагаад хэвийг нь эвдэж байна вэ?
Эхлээд 3D хэвлэлт яагаад өмнө нь керамик материалыг илүүд үздэггүй байсныг авч үзье. Үүнийг бодоод үз дээ: хуванцар эсвэл металл нунтагыг лазер ашиглан хайлуулах эсвэл шахах үед хянах нь харьцангуй хялбар байдаг. Гэхдээ керамик нунтаг нь хэврэг бөгөөд хайлахад хэцүү байдаг. Лазерууд хайлуулж, дараа нь тэдгээрийг үүсгэх нь маш нарийн процессын цонхтой тул хагарал, деформацид өртөмтгий болгодог бөгөөд үүний үр дүнд гарц нь маш бага байдаг.
Тэгэхээр хөнгөнцагааны исэл энэ асуудлыг хэрхэн шийддэг вэ? Энэ нь харгис хүчнээс бус харин "авьяас чадвар"-аас хамаардаг.
Гол нээлт нь 3D хэвлэлийн технологи болон материалын найрлагын зохицуулалттай хувьсалд оршдог. Холбогч материалын тийрэлтэт дамжуулалт болон стереолитографи зэрэг одоогийн гол технологиуд нь "муруй арга"-ыг ашигладаг.
Холбогч цацалт: Энэ бол нэлээд ухаалаг алхам юм. Хөнгөн цагааны ислийн нунтагыг лазераар шууд хайлуулах уламжлалт аргуудаас ялгаатай нь энэ арга нь эхлээд хөнгөн цагааны ислийн нунтаг нимгэн давхаргыг түрхдэг. Дараа нь нарийн бэхэн хэвлэгч шиг хэвлэх толгой нь хүссэн хэсэгтээ тусгай "цавуу" цацаж, нунтагыг хооронд нь холбодог. Нунтаг болон цавууг давхаргаар түрхэхэд эцэст нь урьдчилсан хэлбэртэй "ногоон бие" үүсдэг. Энэхүү ногоон бие нь хараахан хатуу болоогүй тул керамик шиг өндөр температурт зууханд эцсийн "галд баптисм"-ыг хийдэг - шатаах. Шатаах дараа л хэсгүүд үнэхээр хоорондоо нягт холбогдож, уламжлалт керамиктай ойролцоо механик шинж чанарыг олж авдаг.
Энэ нь керамикийг шууд хайлуулахтай холбоотой бэрхшээлийг ухаалгаар тойрч гардаг. Энэ нь эхлээд 3D хэвлэх замаар эд ангийг хэлбэржүүлж, дараа нь уламжлалт техник ашиглан сэтгэл, хүч чадлаар дүүргэхтэй адил юм.
II. Энэ "нээлт" үнэхээр хаана илэрдэг вэ? Үйлдэлгүй яриа бол зүгээр л хоосон яриа юм.
Хэрэв та үүнийг нээлт гэж нэрлэвэл жинхэнэ ур чадвар байх ёстой, тийм үү? Үнэндээ 3D хэвлэлтэд хөнгөн цагааны ислийн нунтагыг ашиглах нь зүгээр л "эхнээс нь" биш, харин үнэхээр "сайнаас маш сайн" болж, өмнө нь шийдэгдээгүй олон асуудлыг шийдэж байна.
Нэгдүгээрт, энэ нь "үнэтэй" гэсэн утгатай ижил утгатай "нарийн төвөгтэй байдал" гэсэн ойлголтыг арилгадаг. Уламжлал ёсоор хөнгөн цагааны исэл керамик боловсруулах, тухайлбал цорго эсвэл нарийн төвөгтэй дотоод урсгалын сувагтай дулаан солилцуур нь хэв хэлбэржүүлэх эсвэл боловсруулахад суурилдаг бөгөөд энэ нь өртөг өндөртэй, цаг хугацаа их шаарддаг бөгөөд зарим бүтцийг бүтээх боломжгүй болгодог. Гэхдээ одоо 3D хэвлэх нь таны зохион бүтээж болох аливаа нарийн төвөгтэй бүтцийг шууд, "хөгцгүйгээр" бүтээх боломжийг олгодог. Дотоод биомиметик зөгийн сархинаг бүтэцтэй, гайхалтай хөнгөн хэрнээ маш бат бөх хөнгөн цагааны исэл керамик эд ангиудыг төсөөлөөд үз дээ. Агаарын тээврийн салбарт энэ нь жин хасах, гүйцэтгэлийг сайжруулах жинхэнэ "шидэт зэвсэг" юм.
Хоёрдугаарт, энэ нь "үйл ажиллагаа ба хэлбэрийн төгс нэгдлийг" бий болгодог. Зарим эд ангиуд нь нарийн төвөгтэй геометр болон өндөр температурт тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй, дулаалга зэрэг тусгай функцуудыг шаарддаг. Жишээлбэл, хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд ашигладаг керамик холболтын гар нь хөнгөн, өндөр хурдтай хөдөлгөөн хийх чадвартай, туйлын антистатик ба элэгдэлд тэсвэртэй байх ёстой. Өмнө нь олон эд анги угсрах шаардлагатай байсан зүйлийг одоо хөнгөнцагаан ислээс нэг, нэгдсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон шууд 3D хэвлэх боломжтой болсон нь найдвартай байдал, гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулж байна.
Гуравдугаарт, энэ нь хувь хүнд тохирсон өөрчлөлтийн алтан үеийг эхлүүлж байна. Энэ нь анагаах ухааны салбарт онцгой анхаарал татаж байна. Хүний яс маш олон янз байдаг бөгөөд өмнөх хиймэл ясны суулгацууд нь тогтмол хэмжээтэй байсан тул эмч нар мэс заслын үеэр тэдгээрийг ашиглахад хүргэдэг. Одоо өвчтөний компьютер томографийн өгөгдлийг ашиглан өвчтөний морфологид төгс тохирсон сүвэрхэг хөнгөнцагаан керамик суулгацыг шууд 3 хэмжээст хэвлэх боломжтой болсон. Энэхүү сүвэрхэг бүтэц нь зөвхөн хөнгөн төдийгүй ясны эсүүд түүнд ургах боломжийг олгож, жинхэнэ "осеоинтеграци"-д хүрч, суулгацыг биеийн нэг хэсэг болгодог. Ийм төрлийн захиалгат эмнэлгийн шийдэл өмнө нь төсөөлөхийн аргагүй байсан.
Ⅲ. Ирээдүй ирлээ, гэхдээ бэрхшээлүүд их байна.
Мэдээж бид зүгээр л яриад байж болохгүй. 3D хэвлэлтэд хөнгөнцагааны ислийн нунтаг хэрэглэх нь асар их боломжтой ч өсвөр насныханд тулгарч буй зарим бэрхшээлүүдтэй тулгарч буй "гайхалтай" бүтээл хэвээр байна.
Өртөг өндөр хэвээр байна: 3D хэвлэхэд тохиромжтой өндөр цэвэршилттэй бөмбөрцөг хөнгөн цагааны ислийн нунтаг нь угаасаа үнэтэй байдаг. Үүн дээр олон сая долларын үнэтэй тусгай хэвлэх тоног төхөөрөмж болон дараагийн шаталтын процессын эрчим хүчний хэрэглээг нэмбэл хөнгөн цагааны ислийн эд ангийг хэвлэх зардал өндөр хэвээр байна.
Өндөр процессын саад бэрхшээлүүд: Зуурмаг бэлтгэх, хэвлэх параметрийн тохиргооноос эхлээд боловсруулалтын дараах хөөсрөлт ба хайлуулах муруйн хяналт хүртэл алхам бүр нь гүнзгий туршлага, техникийн хуримтлал шаарддаг. Хагарал, деформаци, жигд бус агшилт зэрэг асуудлууд амархан үүсч болно.
Гүйцэтгэлийн тогтвортой байдал: Хэвлэсэн эд ангийн багц бүрийн бат бэх, нягтрал зэрэг гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлтүүдийг тогтвортой байлгах нь томоохон хэмжээний хэрэглээний хувьд чухал саад тотгор болдог.