fbpx

WIELKIE POMYSŁY, MAŁE WYDRUKI: NANOFABRICA O ZALETACH I ZASTOSOWANIACH DRUKU 3D W MIKROSKALI

Na temat zalet wynikających z wykorzystania druku addytywnego na użytek indywidualny lub w przemyśle pisaliśmy już wielokrotnie. Jednak pojawiające się nowe technologie druku 3D, a zwłaszcza drukowanie w mikroskali, otwierają zupełnie nowy rozdział w historii wytwarzania przyrostowego.

Możliwości jakie niesie za sobą rozwiązanie wprowadzone na rynek przez firmę Nanofabrica są niezmiernie interesujące. Jak piszą w jednym z wywiadów dla 3dnatives:
Jedną z głównych zalet wytwarzania przyrostowego w porównaniu z tradycyjną produkcją jest możliwość dostosowania go do indywidualnych potrzeb, bez względu na to, jak duża lub mała może być wytwarzana część. W przypadku druku 3D w mikroskali widać to jak na dłoni. Druk 3D w mikroskali pozwala na tworzenie niestandardowych miniaturowych struktur o skalach mikrometrycznych i mniejszych. Jest przydatny w przypadku różnych produktów, w tym w urządzeniach elektronicznych i medycznych, a nawet w sektorze lotniczym, ponieważ umożliwia użytkownikom tworzenie części, których wytworzenie w tradycyjnej produkcji może być zbyt kosztowne lub nawet niemożliwe.” (Źródło)

druk 3D w mikroskali i nanoskali
Zdjęcie 1.Możliwości druku 3D w mikroskali
Źródło: Nanofabrica

Na pierwszy rzut oka widać potencjał drzemiący w tej technologii.

Czym charakteryzuje się druk przestrzenny w mikroskali?

Do tej pory natrafialiśmy na problem z uzyskaniem rozdzielczości poniżej 50 mikrometrów. Na rynku występowały technologie pozwalające na tworzenie wydruków w tej skali jednak charakteryzowały się one małą dokładnością, a same maszyny osiągały niebotyczne ceny. Rozwiązanie tego problemu przyniosła premiera drukarki izraelskiej firmy Nanofabrica.

Kluczem do sukcesu ich technologii jest to, że po raz pierwszy przynosi ona korzyści wytwarzania przyrostowego „mikroproducentom”, w tym dotychczas niemożliwą do uzyskania złożoność elementów. Istotne stały się również koszty samych materiałów, ponieważ druk w mikroskali pozwala zmniejszyć je do minimum. Brak więc kosztów za narzędzia, a koszty konfiguracji ulegają znacznemu obniżeniu. Nanofabrica daje możliwość masowego dostosowania i personalizacji produktów, stymulując tym samym innowacje w sektorze produkcji w mikroskali. Kolejną z zalet technologii druku 3D w tej rozdzielczości jest to, że umożliwia ona producentom tworzenie części, które nie były możliwe w przypadku tradycyjnej produkcji, zwłaszcza w sektorze medycznym. W ten sposób Nanofabrica dostarcza rozwiązania pozwalające na powstawanie produktów, których wytwarzanie w konwencjonalnych procesach było nieekonomiczne lub w ogóle nieosiągalne.

Wydruki osiągane za pomocą drukarki od Nanofabrica charakteryzują się bardzo małymi rozmiarami, złożoną geometrią wewnętrzną, a także spełniają wymagania dotyczące dopasowania i formy. Łączenie ze sobą elementów w tej skali wymagałoby niezwykle kosztownego i czasochłonnego oprzyrządowania. Ze względu na brak konieczności wykorzystania go przy wytwarzaniu przyrostowym, elementy są produkowane terminowo i są bardziej opłacalne.

Jakie są zastosowania tej technologii?

Jak wspomina Avi Cohen, EVP Sales z Nanofabrica w rozmowie z 3dnatives:
Możliwości są tak naprawdę ograniczone tylko przez wyobraźnię. Są jednak pewne oczywiste obszary, w których technologia druku 3D w rozdzielczości na poziomie mikro, taka jak nasza, może oczywiście wywrzeć ogromny wpływ i wyprzeć tradycyjne procesy produkcyjne. Zidentyfikowaliśmy serię specjalnych zastosowań, w przypadku których istnieje rosnący popyt na rynku, w których jedyną drogą do wprowadzenia w tej chwili są nieproporcjonalnie drogie lub restrykcyjne tradycyjne technologie produkcyjne, i gdzie wykorzystanie Mikro Additive Manufacturing może otworzyć znaczący postęp w zakresie projektowania i funkcjonalności. Na przykład w obszarze wyrobów medycznych, przemysłu półprzewodników (narzędzia, przyrządy, uchwyty), mikroelektroniki, MEMS, mikroprzepływów, a także w szeroko rozumianych naukach przyrodniczych“.

Mikroprzepływy to idealny przykład zastosowania tej technologii. Kanały mikroprzepływowe służą do przemieszczania bardzo małych objętości cieczy, a wiele z nich zawiera elementy, takich jak filtry i pompy. Tradycyjne procesy mikroprodukcji znacznie ograniczają swobodę projektowania takich kanałów mikroprzepływowych. Prawie niemożliwe jest wytwarzanie funkcjonalnych podkonstrukcji przy zastosowaniu tradycyjnego wytwórstwa.

wydruk 3D w mikroskali i nanoskali
Zdjęcie 2.Systemy wytwórcze firmy Nanofabrica
Źródło: Nanofabrica

Specjalna maszyna do druku 3D w mikroskali

Rozwiązaniem z jakiego korzystają nasi partnerzy z Nanofabrica jest drukarka Tera 250 . Powstała na podstawie ich własnego projektu i obecnie jest flagowym produktem przeznaczonym do druku w mikroskali. Oparta jest na silniku Digital Light Processor. Tera 250 łączy innowacyjne narzędzie Micro DLP z wykorzystaniem inteligentnej optyki adaptacyjnej. W rezultacie osiąga powtarzalne mikronowe poziomy rozdzielczości.

Jest to pierwszy przypadek zastosowania inteligentnej optyki adaptacyjnej w technologii wytwarzania przyrostowego. Dzięki temu Nanofabrica może produkować części z szybkością i kosztem w przeliczeniu na część, co czyni to rozwiązanie opłacalnym z handlowego punktu widzenia, pozwalając jednocześnie na produkcję na dużą skalę nawet dziesiątek tysięcy części. Dzieje się tak dzięki przełomom w dziedzinie oprogramowania, wyposażenia oraz w samych materiałach do druku.

Spotkania z nowymi technologiami, edycja czwarta już w czerwcu!

Avi Cohen był gościem trzeciej edycji cyklu webinarów Wiedza ma Warstwy, gdzie opowiedział na temat innowacyjnej technologii stosowanej przez firmę Nanofabrica. Seria bezpłatnych webinarów organizowanych przez Sygnis dzieli się na trzy segmenty: naukę, przemysł i biotechnologię. Co miesiąc zapraszani są wyjątkowi goście, a relację z ostatniej edycji możecie obejrzeć poniżej:

Więcej na temat samej drukarki od Nanofabrica przeczytasz w artykule 3dnatives: https://www.3dnatives.com/en/nanofabrica-benefits-and-applications-of-microscale-3d-printing-080220214/