211service.com
Anglies spaudiniai Nuostabios medžiagos
Naudodamasis savo patirtimi chemijos srityje, generalinis direktorius Josephas DeSimone'as ėmėsi visiškai naujo požiūrio į pažangią gamybą, leisdamas Carbon, 18-oje 50-ies protingiausių įmonių sąraše, spausdinti medžiagas, turinčias daug naudingų savybių. 2017 m. birželio 27 d
Leonardas Grekas
Aptaki mechaninė ranka pasineria į baseiną su pienišku pilku rašalu Carbon laboratorijoje Redvudo mieste, Kalifornijoje (žr. „50 protingiausių įmonių 2017 m.“). blizgantis ir varvantis rašalu: didelio masto porėtos kaulo struktūros modelis.
Josephas DeSimone'as, Carbon generalinis direktorius ir vienas iš įkūrėjų, žiūri. DeSimone'as, polimerų chemikas, padėjo išrasti šias mašinas, ir jis vis dar džiaugiasi stebėdamas jų veikimą. Tai yra 3-D spausdinimo forma, tačiau tai daroma nauju būdu, kuris yra greitesnis nei ankstesnės technologijos ir veikia su daug daugiau rūšių plastikų. Tai, kaip spausdintuvas milimetras po milimetro sklandžiai ištraukia objektą iš pieno skysčio telkinio, sukuria iliuziją, kad atsiranda esama struktūra. Tiesą sakant, skystis yra šviesai jautri pirmtakų medžiaga; skaitmeninis projektorius nepertraukiamai projektuoja ultravioletinę šviesą į grotelės apačią – pirmasis iš dviejų žingsnių, kurių metu medžiaga sukietėja, kad susidarytų plastikinis objektas.
Ši istorija buvo mūsų 2017 m. liepos mėn. numerio dalis
- Žr. likusią numerio dalį
- Prenumeruoti
Naudodamas savo procesą greitai spausdinti objektus su didelio našumo polimerais, tokiais kaip poliuretanai ir epoksidai, ketverių metų Carbon taiko metodą, kuris iš esmės skiriasi nuo kitų 3-D spausdinimo metodų, kurie po vieną nuleidžia plastiko sluoksnius. Tai riboja daugelio 3-D spausdintų gaminių kokybę, tačiau „Carbon“ gamina objektą nenutrūkstamu procesu, išvengiant kai kurių tipiškų problemų. DeSimone'as teigia, kad jo technologija leidžia Carbon greitai spausdinti polimerinius objektus, kai kuriais atvejais tūkstančius kartų greičiau nei kiti 3-D spausdintuvai, ir naudoti įvairesnes medžiagas, įskaitant į gumą panašius elastomerus ir patvarius, kietus plastikus.
„Adidas Futurecraft 4D“ turi „Carbon“ atspausdintus tarppadžius.
3D spausdinimo technologija buvo naudojama nuo devintojo dešimtmečio; gerbėjus suintrigavo galimybė lengvai sukurti sudėtingų struktūrų objektus, kurių negalima pagaminti naudojant kitus metodus, ir pritaikyti tokius objektus kaip medicinos prietaisai ar drabužiai taip pat lengvai, kaip skirtingus vaizdus galima atspausdinti ant popieriaus lapo. Tačiau du iššūkiai išlaikė 3D spausdinimo nišą: lėtas greitis ir ribotas medžiagų, kurioms jis buvo pritaikytas, asortimentas. Neseniai tokios kompanijos kaip HP, parduodanti 3-D spausdintuvus, skirtus didelio stiprumo nailono dalims gaminti, ir Desktop Metal (žr. 3-D spausdintuvas, kuris galiausiai gali pakeisti gamybą), kurių mašinoje naudojami įvairūs metalų lydiniai, bandė sukurti technologiją. labiau tinka gamybai didinant jos greitį ir naudojant pramoniniu požiūriu pageidaujamas medžiagas. Anglis prisijungia prie šios vis labiau perpildytos srities. Investuotojų, įskaitant GE Ventures ir Alphabet's Google Ventures, lėšomis 222 mln. USD, bendrovė sukūrė procesą, vadinamą skaitmenine šviesos sinteze, o ne 3-D spausdinimu, o tai yra būdas užsiminti apie savo naują chemiją.
Didėjantis „Carbon“ mokančių klientų sąrašas suteikia DeSimone tvirtinimui, kad 3D spausdinimas pagaliau yra paruoštas masinei pritaikytų dalių gamybai. Apimtis ir greitis, kuriuos galime pasiekti su novatoriška Carbon skaitmeninės šviesos sinteze, yra precedento neturintys, sako Paulas Gaudio, pasaulinis Adidas kūrybos direktorius. Tai beveik magiška. „Adidas“ išbandė kitus 3-D spausdintuvus, siekdamas sukurti pritaikytus batus masinei rinkai, tačiau nė vienas iš jų negalėjo veikti dideliu mastu. Dabar ji naudos „Carbon“ technologiją sportinių batų elastomerų tarppadžių gamybai, pradedant nuo 5 000 porų šį rudenį ir žiemą. Bendrovė tikisi iki 2021 m. atspausdinti milijonus batų, įskaitant pagal užsakymą pritaikytus modelius. Kiti klientai naudojasi „Carbon“ technologija, norėdami spausdinti elektrinių motociklų, serverių fermų ir aušinimo sistemų dalis, kurias buvo sunku arba neįmanoma pagaminti. su kitais metodais.
Polimerų maišymas
Prieš įkurdamas Carbon 2013 m., DeSimone'as daugiau nei 20 metų dirbo polimerų chemiku Šiaurės Karolinos universitete. 2012 m., kai 3D spausdinimas išpopuliarėjo tarp kompiuterių modelius naudojančių įsilaužėlių, jam paskambino buvęs studentas ir narkotikų pristatymo įmonės „DeSimone“, kurios veiklą pradėjo 2000-ųjų pradžioje, darbuotojas Aleksas Ermoškinas. Ermoškinas atėjo pas jį su verslo idėja: ar jam būtų įdomu įkurti įmonę, kuri gamintų pigesnius 3D spausdintuvus?
DeSimone'as, turėjęs šiokios tokios technologijos patirties, buvo suintriguotas. Jis pasiūlė Ermoškinui atlikti patentų paiešką, kad pamatytų, ko lauke trūksta. Ermoškinas rado daugybę būdų, kaip spausdinti trimačius objektus po vieną sluoksnį, aprašymų, kai kurie panaudojo UV šviesą, kad sujungtų cheminius statybinius blokus ir sukietėtų, kad susidarytų polimerai. Stereolitografija yra vienas iš originalių 3-D spausdinimo metodų, tačiau jį visada ribojo tokių UV spinduliuose kietėjančių plastikų savybės, kurios neapėmė ilgaamžiškumo ar lankstumo. Be to, sluoksniais susidarę produktai buvo silpni. Stereolitografija naudinga kuriant prototipus, bet ne galutinėms dalims. Be to, spausdintuvai buvo labai lėti, dideliems objektams pagaminti prireikė valandų ar net dienų.
Jiedu pradėjo galvoti, kaip spausdinti nesustodami. DeSimone'as sako, kad juos įkvėpė humanoidinio roboto T-1000 vaizdas, kuris iš metalinio skysčio telkinio atsistoja ant dviejų kojų 1991 m. Terminatorius 2: Teismo diena. Sistemoje, kurią įsivaizdavo DeSimone'as ir Ermoškinas, spausdintuvo svirtis pajudėjus aukštyn, į vonią būtų projektuojami šviesos raštai, kaip vaizdai filmo ekrane. Kai šviesa sukietėjo medžiagą, objektas formuojasi nuolat.
Tarp sudėtingų iššūkių, kuriuos komanda turėjo išspręsti, buvo tai, kaip neleisti daiktams prilipti prie vonios dugno. DeSimone'as sugalvojo sprendimą: deguoniui pralaidų langą, kuris naudojasi tuo, kad tokio tipo UV sukeltas reakcijas sustabdo deguonis. Tai maža detalė, bet labai svarbi.
Carbon medžiagų viceprezidentas Jasonas Rollandas teigia, kad bendrovė daugiausia dėmesio skyrė UV spinduliuose kietėjančių polimerų apribojimų įveikimui, kurdama mišinius, kurie siūlo platų savybių spektrą. Dabar sistema gali spausdinti su 12 medžiagų klasių — kai kurie yra patvarūs, kai kurie tampri arba glotnūs, kai kurie gali atlaikyti didelius svorius. Vienas – cianato esteris, galintis atlaikyti iki 231 °C temperatūrą, tinka automobilių ir aviacijos detalėms gaminti. Kitai klasei – elastomerams – priskiriamos „Adidas“ naudojamos plonos medžiagos. „DeSimone“ numato dervų programų parduotuvę, iš kurios įmonės klientai gali užsisakyti spausdinti tai, ko jiems reikia.
Didinimas
Carbon dirbo su Adidas 150 skirtingų elastomero pakartojimų naujuose batuose, kuriuose naudojamas atspausdintas tarppadis su grotelių struktūra. Konstrukcijos mechanines savybes galima pritaikyti pakeičiant grotelių skylių ir statramsčių modelį, todėl personalizavimas tampa masiniu.
Carbon fojė dideliame ekrane rodoma visų spausdintuvų veikimo būsena tiek vietoje, tiek su klientais. Bendrovė parduoda įrenginius pagal prenumeruojamą modelį, o tada bendradarbiauja su klientais, kad pasirinktų tinkamas medžiagas ir dizainą. Maždaug kas šešias savaites „Carbon“ siunčia programinės įrangos naujinimus pagal tai, ką mato lauke — Taktika, įkvėpta Teslos, buvusio Carbon's inžinerijos viceprezidento Craigo Carlsono darbdavio. Carbon dabar kuria mašininio mokymosi programinę įrangą, kuri padėtų sukurti optimalų bet kurio produkto spausdinimo dizainą ir parametrus. Prieš spausdindami norime pamatyti problemas, sako DeSimone.