Impression 3D en bref


Depuis l'avènement des technologies de production personnelles, les innovateurs et les penseurs ont goûté leur capacité à créer des produits dans le confort de leur foyer. Les processus de production d'aujourd'hui ne sont limitées que par l'imagination de leur créateur, et l'impression 3D est principalement responsable de cette commodité. Alors que l'impression 3D est une enquête en cours des limites de la créativité technologique, laisse derrière lui un héritage qui inspire l'innovation dans un large éventail d'applications.

Le but de l'impression 3D est de faciliter la création d'objets qui ne peuvent normalement être faites. À l'origine, la technologie a été sérieusement envisagée que dans la fabrication, l'architecture et les applications de l'ingénierie comme un moyen de créer facilement et économiquement modèles et prototypes; Cependant, les innovateurs d'aujourd'hui reconnaissent l'immense avantage et la commodité de l'impression 3D. Grâce à des innovations dans le domaine de la production d'additifs, les opérateurs d'imprimantes 3D sont capables de produire des pièces personnalisées sur un ordinateur de bureau, tandis que les équipes de scientifiques sont capables de produire des tissus vivants dans le laboratoire.




comment nous sommes arrivés ici

La première utilisation de ce qu'on appelle maintenant l'impression 3D est en additifs procédés de fabrication utilisés pour le prototypage rapide. Fabrication Additive est un processus dans lequel les couches d'un matériau désiré sont additionnés pour former un objet solide. Comme pour la conception, le processus additif permis aux producteurs d'utiliser des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAD) pour concevoir et objets "d'impression".

Historiquement, la première mise en œuvre de l'impression 3D est à 3D Systems, une société de production à Rock Hills, Caroline du Sud. 3D Systems a mis à démontrer la faisabilité de la fabrication et de prototypage rapide à la production d'additifs. En 1984, 3D Systems a été le premier à démontrer avec succès que les dessins très complexes pourraient être produites pendant la nuit. Le lancement commercial de leur première imprimante 3D en 1989, qui a utilisé une méthode inventée stéréolithographie, 3D Systems a développé pointe impression 3D innovation. Alors que la technologie a été initialement conçu pour optimiser la technologie de prototypage, les producteurs commerciaux ont commencé à pousser l'enveloppe avec de nouveaux matériaux polyvalents qui pourraient être «imprimés» et utilisés comme produits finaux.

En général, toute méthode qui peut construire automatiquement un objet en trois dimensions est l'impression 3D. Différentes applications et différents résultats appellent les technologies et les méthodes de diverses impressions 3D.

stéréolithographie

La stéréolithographie (SLA), la technologie de l'arête de coupe au-dessus du point par 3D Systems, utilise un ordinateur guidée la lumière UV pour durcir sélectivement une matière plastique. Imprime les dessins stéréolithographie 3D polymérisation certaines formes de couches de plastique, puis empiler ces couches pour former un objet 3D, efficace "impression" couches du produit final. SLA a été la première forme de l'impression 3D à partir de modèles informatiques conçus et a été inspiré, imprimantes jet d'encre commune.

frittage sélectif par laser

Le frittage sélectif au laser (SLS de) requiert un réservoir d'une matière en poudre spécialement du produit. En commençant par une mince couche de matériau en poudre, entraînée par un laser de puissance élevée ordinateur balaie la surface, la fonte et la fusion de la poudre pour former une couche de l'objet imprimé. Appareil ajoute ensuite une couche de poussière et continue de fondre sélectivement les couches successives de l'objet 3D. Le laser fusionne efficacement chaque couche de matériau solide pour former un solide trois dimensions qui doit être excavé à partir de la poudre en vrac environnante et nettoyée à l'aide d'un compresseur d'air à haute pression.

Fused Deposition Modeling

Fused Deposition Modeling (FDM) est comme une imprimante jet d'encre pistolet/combinaison d'encre colle chaude. Elle imprime matériau fondu (généralement en plastique) qui est conçue pour sécher rapidement à partir d'une buse en couches successives. Cette technique produit conception polyvalente et solide et est utilisé dans de nombreuses industries pour atteindre la haute précision (fabrication de produits haut de gamme, et la production biomédicale). 3D Systems est aussi un pionnier de cette technologie avec leur version de Imprimantes Multi-Jet (MJP) en 1996, qui a permis à plus de matériaux à imprimer simultanément. Méthodes bioprinting utiliser principalement les technologies basées sur FDM, à l'exception de l'impression de cellules que polymères plastiques.

photopolymère avec jets

Whirlpool photopolymère (JP ou Polyjet) expulse photopolymères, qui sont durcis par la lumière UV. Le processus est similaire à FDM, mais permet une plus large gamme de propriétés des matériaux (tels que les plastiques et les caoutchoucs souples). Alors que FDM peut produire des pièces de précision très élevés, durables, JP ou gravures Polyjet peut produire un niveau de détail élevé et une plus grande capacité à se adapter avec les matériaux et les effets de surface.

En général, les technologies d'impression 3D sont très variables, mais sont comparés par leurs fonctions pour produire un produit imprimé à partir de modèles 3D créés numériquement. Bien que la conception des applications d'ingénierie et la production d'impression 3D le plus couramment utilisé aujourd'hui, de nombreux innovateurs dans le domaine conviennent que bioprinting est l'un des plus importants de l'industrie les perspectives de fabrication. Et tandis que le bioprinting frontière n'a pas encore à fleurir, les applications médicales actuelles sont de plus largement utilisé pour utiliser l'accessibilité et l'abordabilité de la technologie d'impression 3D. Bioprinting peut être décrit simplement comme l'impression 3D de pièces destinées à être utilisées dans des systèmes biologiques; ceux-ci peuvent être classés en tant que parties inanimés et vivants.

bioprinting

Orthèses orthopédiques ou des tuteurs) ont longtemps été vendu avec one-size-fits-all ou personnalisées (lire: cher) modèles. Parce que les os de tous sont uniques, il n'a jamais été pensé possible de créer des orthèses sur mesure pour chaque patient. Cependant, avec le développement de technologies d'impression 3D, un balayage en trois dimensions du corps permet pour la conception orthopédique et fabriquer des orthèses sur mesure pour tous et Sunder. Orthèses sur mesure, qui sont confortables et très efficaces, sont maintenant plus accessibles aux patients part la disponibilité de technologies d'impression 3D. En outre, les spécialistes orthopédiques sont maintenant en mesure d'apporter des améliorations aux dessins vieux de plusieurs décennies orthèses.

De même, alors que les one-size-fits-all prothèses sont disponibles, le désir d'implants personnalisés a considérablement augmenté au cours de la dernière décennie. Plusieurs entreprises utilisent la technologie d'impression 3D pour créer des prothèses sur mesure qui se adaptent confortablement et sont durables, fonctionnels, personnalisé et esthétique. Bespoke, une société de production basée à San Francisco prothèse, se vante que ses implants 3D innovante imprimés »sont conçus pour se adapter à la forme exacte des corps et des modes de vie des transporteurs» et faire appel à leur sens du style. "La société" permet aux clients d'explorer une gamme de styles de conception, y compris les modèles de jambes, des matériaux de placage, et des finitions qui donnent à l'utilisateur la même cachet social offert par une moto design élégant ou d'un tatouage unique. "

En outre, les os peuvent être imprimés en titane - qui est un matériau idéal car il est biocompatible - pour remplacer l'os personnalisé. Cela a été particulièrement utile en remplaçant les os pour les victimes du cancer des os. Orthèses, prothèses, substituts osseux, et d'autres parties sont toutes les pièces inanimés inanimés organiques qui sont importantes dans le fonctionnement biologique.

Un exemple de parties vivantes bioprinting est l'impression de cellules vivantes. Cette technologie est à la pointe des innovations en biotechnologie et les scientifiques croient que le médicament permettra de transcender ses limites actuelles. Une méthode similaire à FDM, imprimer des cellules individuelles à partir d'un réservoir de cellules vivantes dans un gel médical, appelé hydrogel, ce qui les maintient en position. Avec la capacité de synthétiser les structures cellulaires qui utilisent une imprimante, le bioprinting embrasse une frontière de l'innovation médicale et biologique. En imprimant des modèles de cellules actives et réactives, les scientifiques ont synthétisé avec succès tissu fonctionnel, les vaisseaux sanguins, le cartilage et les os.

Les chercheurs peuvent maintenant examiner bioprinting les vaisseaux sanguins expérimentales. Si une telle demande est toujours en cours d'examen en termes de faisabilité et est loin d'être parfait, les scientifiques ont réussi à imprimer - dans des conditions de laboratoire incroyables - les vaisseaux sanguins transportant le sang du coeur avec succès. Cartilage de presse était un important ingénierie de la médiation et de la médecine orthopédique pour plus de 5 ans. Outre les implants de cartilage et remplacement articulaire de type cartilage, les applications d'impression 3D permettent maintenant aux chirurgiens orthopédistes Bioprint réels cartilage - y compris les cellules nécessaires qui respectent les os voisins - directement dans la municipalité en chirurgie. Cette méthode permet important pour un maximum de précision et d'efficacité en remplacement de cartilage et éviter les remplacements d'articulations abrasif.

Quoi de neuf?

Alors que de nombreux objectifs impression 3D ont un long chemin à parcourir avant de devenir une réalité, la technologie actuellement disponible la science semble imaginaire. Avec les technologies ci-dessus, l'impression 3D peut déjà être utilisé pour fabriquer la plupart des choses que vous pouvez imaginer. Fabrication d'aujourd'hui est limitée que par la créativité humaine; Toutefois, l'impression 3D a fait beaucoup de projets créatifs et imaginatifs concepts. Par exemple, l'impression 3D a récemment entré dans l'arène de la production alimentaire, où la technologie disponible est utilisée à des substances alimentaires "d'impression" qui sont savoureux et nutritifs. Partage égal des applications créatives de la technologie dans la production de projets architecturaux sauvages et inaccessibles autrement. Beaucoup d'architectes néerlandais, qui forment ensemble DUS architecture, ont perfectionné le processus d'impression dans les maisons modulaires à faible coût pour fournir des solutions de logement à haute technologie dans les pays sous-développés - les matériaux pour ces gravures proviennent exclusivement de produits recyclés et le produit imprimé est monté ensemble avec une vague de Lego. Ainsi, la technologie d'impression 3D est une méthode efficace de la production qui a pénétré presque tous les secteurs de la production, ce qui facilite la création de presque ne importe quoi.

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