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연구원들은 비용과 낭비를 줄일 수 있는 고유한 3D 프린팅 플랫폼을 개발했습니다.

3D 프린팅은 소비자 제품을 위한 맞춤형 부품부터 3D 프린팅된 치과 제품, 인명 구조 뼈 및 의료 임플란트에 이르기까지 많은 영역에서 제품 설계 및 제조에 혁명을 일으키고 있습니다. 시간이 오래 걸리기 때문에 3D 프린팅을 대규모로 구현하기가 어렵습니다.

 

 

3D 프린터가 맞춤형 개체, 특히 특별한 모양을 가진 개체를 생성할 때마다 프린터가 레이어별로 개체를 생성할 때 개체의 균형을 유지하여 모양의 무결성을 유지하는 데 도움이 되는 인쇄 홀더인 인쇄 지원도 필요합니다. 그러나 이러한 지지대는 인쇄 후 수동으로 제거해야 하며, 이는 손으로 수행해야 하며 부정확한 모양이나 표면 거칠기로 이어질 수 있습니다. 비계를 만드는 데 사용된 재료는 종종 재사용할 수 없기 때문에 폐기되어 3D 프린팅이 증가하고 있습니다. 폐기물 문제.

研究人员开发独特的3D打印平台 可降低成本减少浪费

3D 프린팅을 위한 새로운 동적 제어 기반(왼쪽)은 프린팅 지원(중앙)의 필요성을 줄여 낭비를 줄이고 시간을 절약합니다.

 

 

처음으로 University of Southern California at Viterbi의 산업 및 시스템 공학부의 Daniel J. Epstein 연구원들은 이러한 낭비적인 3D 프린터 인쇄 지원을 줄이기 위해 저비용의 재사용 가능한 지원 방법을 만들어 비용을 크게 개선했습니다. 3D 프린팅의 효율성과 지속 가능성.

 

 

산업 및 시스템 공학 교수인 Yong Chen과 박사 과정 학생인 Yang Xu가 이끄는 연구는 적층 제조(Additive Manufacturing)에 게재되었습니다.

 

 

기존의 3D 프린팅은 용융 증착 모델링(FDM) 기술을 사용하여 정적 금속 표면에 직접 레이어를 인쇄합니다. 브래킷을 프린팅하는 대신 새로운 프로토타입은 움직일 수 있는 금속 바늘로 만든 프로그래밍 가능하고 동적으로 제어되는 표면을 사용합니다. 프린터가 제품을 단계별로 제작함에 따라 , 핀이 올라갑니다. Chen은 새로운 프로토타입의 테스트에서 인쇄 재료의 약 35%를 절약할 수 있는 것으로 나타났습니다.

 

 

나는 조직이나 장기를 만들기 위해 3D 프린팅에 생체 재료를 사용하는 생의학 의사들과 함께 일하며 그들이 사용하는 많은 재료는 매우 고가입니다.

研究人员开发独特的3D打印平台 可降低成本减少浪费

 

표준 FDM 프린터의 경우 재료 비용은 킬로그램당 약 $50이지만 바이오 프린팅의 경우 그램당 $50 이상입니다. 따라서 이러한 지원 재료를 인쇄하는 데 사용되는 재료를 30% 절약할 수 있다면 엄청난 비용 절감입니다. 의약용 3D 프린팅용.

 

 

재료 폐기물의 환경 및 비용 영향 외에도 스캐폴드를 사용하는 기존 3D 프린팅 프로세스도 시간이 많이 소요된다고 Chen은 말했습니다.

 

 

복잡한 모양을 3D 프린팅할 때 시간의 절반은 필요한 부품을 만들고 나머지 절반은 지지대를 만드는 것입니다. 이 시스템에서는 지지대를 만들 필요가 없습니다. 결과적으로 약 40%를 절약했습니다. 인쇄 시간의 조건.

 

 

과거에 개발된 유사한 프로토타입은 각 기계 브래킷을 지원하기 위해 단일 모터에 의존했기 때문에 높은 에너지 소비와 훨씬 더 비싼 제품으로 인해 3D 프린터에 비경제적이라고 Chen이 말했습니다.

 

 

따라서 모터당 약 $10의 비용이 드는 100개의 움직이는 핀이 있는 경우 전체 비용은 $1,000이며 100개의 다른 모터를 제어하기 위한 25개의 제어 패널이 추가됩니다. 전체 비용은 $10,000 이상입니다.

 

 

팀의 새로운 프로토타입은 단일 모터를 사용하여 각 지지대를 구동하여 플랫폼을 이동합니다. 플랫폼은 여러 세트의 금속 핀을 동시에 올리므로 비용 효율적인 솔루션입니다. 제품 설계에 따라 프로그램의 소프트웨어는 사용자에게 다음이 필요하다고 알려줍니다. 플랫폼 바닥에 일련의 금속 튜브를 추가합니다. 이 튜브의 위치에 따라 3D 인쇄 제품을 가장 잘 지지하는 동시에 인쇄 지지대의 손실을 최소화하기 위해 지정된 높이까지 어떤 핀을 올릴지 결정됩니다. 이 과정에서 제품을 손상시키지 않고 핀을 쉽게 제거할 수 있습니다.

 

 

Chen은 이 시스템이 자동차, 항공우주 및 요트 산업과 같은 대량 제조에도 쉽게 적용될 수 있다고 말했습니다.

 

 

FDM 프린터는 이미 대형 자동차 및 선박 동체 및 가구와 같은 소비재용으로 만들어지고 있습니다. 상상할 수 있듯이 제작 시간이 정말 오래 걸리고 하루 종일 이야기하고 있습니다. 생산 시간은 반나절로 단축될 수 있습니다. 우리의 방법을 사용하는 이 3D 프린팅에는 많은 이점이 있습니다.

 

 

연구팀은 최근 이 새로운 기술에 대한 특허를 신청했다고 Chen은 말했습니다. 이 연구는 스위스 EPFL 컴퓨터 및 통신 과학 학교의 방문 학생인 Ziqi Wang과 Viterbi의 Siyu Gong이 공동 저술했습니다.

 

원본 링크: https://www.xianjichina.com/special/detail_479424.html

출처: Xianji


게시 시간: 2021년 4월 8일