Одним из основных преимуществ аддитивного производства по сравнению с традиционным является его способность настраиваться для индивидуального использования, независимо от того, насколько большой или маленькой может быть деталь. Это особенно очевидно в случае 3D-печати в микромасштабах. 

Микромасштабная 3D-печать позволяет создавать миниатюрные структуры в размере микрометра и меньше. Это полезно для множества продуктов, в том числе для электронных и медицинских устройств, и даже для использования в аэрокосмическом секторе, поскольку позволяет пользователям создавать детали, которые могут быть слишком дорогими или даже невозможными для изготовления традиционным способом. Одна компания-лидер в области 3D-печати на микроуровне, - это Nanofabrica. Мы сели с Ави Коэном, чтобы обсудить их технологию разрешения на микроуровне, а также преимущества применения микромасштабной 3D-печати в различных отраслях промышленности.

3DN: Не могли бы вы представить себя и свою связь с аддитивным производством?

Меня зовут Ави Коэн, и я недавно начал работать с Nanofabrica в качестве исполнительного вице-президента по глобальным продажам. Моя карьера началась в продажах, маркетинге и на руководящих должностях высокого уровня в различных биомедицинских компаниях, и у меня более 20 лет опыта работы в секторе аддитивного производства, начиная с 1999 года, когда я присоединился к Stratasys (формально Objet). Работая в авангарде цифрового производства, я хорошо знаком с международным сообществом 3D-печати и тесно с ним связан.

3DN: А что насчет Нанофабрики? Как все началось? В чем ее миссия?

Ави Коэн с TERA 250 от Nanofabrica (фото предоставлено Nanofabrica)

Nanofabrica была создана в 2016 году, и с самого начала ее миссия заключалась в разработке процесса аддитивного производства, которое было создано для микропроизводства, точнее для производителей, стремящихся производить микродетали с микронными характеристиками и допусками, или более крупные детали, для которых необходимо получить чрезвычайно жесткие микронные допуски и мелкую детализацию.

Компания осознала две действующие тенденции. Был огромный и растущий интерес к использованию AM для производственных приложений, обусловленный соображениями стоимости и временем вывода продукции на рынок, возможностью производить детали ранее невозможной геометрической сложности, возможностью экономично производить меньшие объемы производства и возможностью индивидуализировать, а также стремиться к миниатюризации деталей и компонентов по множеству причин, не в последнюю очередь из-за производства инвазивных медицинских устройств, облегчения веса в таких отраслях, как автомобилестроение и авиакосмическая промышленность, и уменьшение размеров для все большего числа микроэлектронных и носимых/ интеллектуальные приложения.

3DN: Не могли бы вы рассказать больше о Tera 250, а также о вашей технологии разрешения на микроуровне? (Технические характеристики, скорость печати, материал, объем и т. д.)

Tera 250 основан на процессоре Digital Light Processor, но для достижения воспроизводимых микронных уровней разрешения Tera 250 сочетает инновационный Micro DLP с использованием интеллектуальной адаптивной оптики. Этот инструмент в сочетании с набором датчиков позволяет создать замкнутый контур обратной связи. Это основной элемент, который позволяет Tera 250 достигать очень высокой точности, оставаясь при этом экономичным производственным решением. Это первый случай, когда адаптивная интеллектуальная оптика была применена к технологии AM. Tera 250 удается изготавливать детали со скоростью и стоимостью за деталь, которые делают его коммерчески жизнеспособным. А также принтер позволяет производить в крупных масштабах десятки тысяч деталей. Это стало возможным благодаря достижениям в области аппаратного, программного обеспечения и материалов.

TERA 250 (фото предоставлено Nanofabrica)

Однако самый уникальный аспект технологии действительно является причиной ее названия. Система AM от Nanofabrica имеет 250 тера вокселей в зоне печати принтера, отсюда и Tera 250. 250 тера вокселей означают 250 триллионов (250 умноженных на десять в степени двенадцати) вокселей в области построения принтера. Нет другой машины с такой емкостью вокселей, и благодаря этому Tera 250 имеет возможность наносить так много данных на одну деталь, что означает возможность достижения высокой точности на уровне микрон. Кроме того, наша емкость вокселей означает, что мы можем разместить большое количество конечных деталей в одном объеме сборки.

3DN: Какие проблемы возникают при использовании процесса 3D-печати в микромасштабах? Его преимущества?

Одна из проблем заключается в том, что в наши дни клиенты справедливо требуют большего. Компании должны знать, что их переход к использованию AM в качестве альтернативы или дополнительной технологии от традиционных производственных процессов принесет им пользу.

Что касается преимуществ, то они многочисленны и являются основополагающими для движения к инновационному, рентабельному и своевременному производству микродеталей и компонентов. Возможно, ключевой интерес представляет тот факт, что AM не зависит от сложности деталей и позволяет проектировать и производить изделия уникальной геометрии. Таким образом, система Tera 250 становится технологией и настоящим стимулом для инноваций, делая возможным изготовление деталей и функций, которые ранее были невозможны.

Nanofabrica известна своей технологией микропроизвосдтва (фото предоставлено Nanofabrica)

AM также не требует затрат на установку. Инструменты, необходимые для традиционных производственных процессов, не только негативно влияют на время выхода на рынок, но также делают такие процессы неэкономичными для малых или средних производственных циклов. Для технологий AM малые и средние тиражи являются рентабельными.

Добавьте к этому, что AM допускает массовую настройку, персонализацию и возможность использовать одну и ту же производственную платформу для прототипов, небольших партий и массового производства, и вы начнете видеть множество возможностей, которые сейчас существуют для микропроизводителей.

3DN: Одним из преимуществ технологии разрешения на микроуровне является то, что она позволяет производителям создавать детали, которые невозможны при традиционном производстве, особенно в медицинском секторе. У вас есть примеры деталей, которые действительно можно изготовить только с помощью этого процесса? Как мы должны думать о деталях, которые могут быть доступны только посредством аддитивного производства?

У нас есть бесчисленное количество примеров продуктов, которые невозможно или нерентабельно производить с помощью обычных производственных процессов, но которые мы можем изготовить на Tera 250. Например, взгляните на этот микроразъем. Этот сложный компонент, используемый в точных электронных устройствах, характеризуется чрезвычайно маленькими размерами, сложной внутренней геометрией и характеристиками (которые очень трудно достичь с помощью традиционных технологий формования), а также строгими требованиями к подгонке и форме. Очень сложные внутренние характеристики соединителя потребуют чрезвычайно дорогой и трудоемкой стальной оснастки. Поскольку для аддитивного производства не требуется инструментов, детали производятся экономически эффективно и своевременно.

Микромасштабную 3D-печать можно использовать для производства деталей, которые могут быть слишком дорогими или даже невозможными для изготовления с использованием традиционного производства (фото предоставлено Nanofabrica)

3DN: Каковы наиболее актуальные области применения технологии разрешения на микроуровне? Каким вы видите его будущее?

На самом деле нет предела, а возможности действительно ограничены только воображением. Однако есть некоторые очевидные области, в которых технология разрешения на микроуровне, такая как наша, может оказать огромное влияние и нарушить традиционные производственные процессы. Мы определили ряд приложений, в которых наблюдается растущий рыночный спрос, где единственный путь выхода на рынок на данный момент лежит через непропорционально дорогие или ограничивающие традиционные производственные технологии, и где использование AM может открыть значительные преимущества с точки зрения дизайна и функциональности. Например, в области медицинских устройств, полупроводниковой промышленности (инструменты, приспособления, держатели), микроэлектроники, MEMS, микрофлюидики и медико-биологических наук. Microfluidics - хороший пример того, как настоящая технология микро-AM может превзойти традиционные производственные процессы. Микрожидкостные каналы используются для перемещения невероятно малых объемов жидкости, и многие из них включают в себя функционирующие компоненты, такие как фильтры и насосы. Традиционные микропроизводственные процессы, такие как микролитье, сильно ограничивают свободу проектирования таких микрожидкостных каналов.

3DN: Что- нибудь напоследок нашим читателям?

Это захватывающие времена для индустрии и захватывающие времена для Nanofabrica. Большая часть промышленности сейчас анализирует способы включения аддитивного производства как процесса, оптимизирующего производство, и многие ищут способы миниатюризации деталей и компонентов. Нанофабрика существует на стыке этих двух тенденций, и поэтому мы движемся на двух волнах.

Nanofabrica может печатать сложные изделия размером меньше копейки (фото предоставлено Nanofabrica)

Как я сказал ранее, единственное ограничение существующих возможностей - это наше воображение. Помня об этом, мы прагматично работаем с клиентами и сотрудничаем с ними, чтобы оценить, как Tera 250 может помочь их производственным усилиям. Таким образом, мы поощряем диалог, и вместе мы сможем стимулировать производство инновационных и прибыльных решений во всей отрасли. Вы можете узнать больше о Nanofabrica ЗДЕСЬ.

* Фотографии: Nanofabrica

Автор Мадлен П.

Источник