5D принтер что это: В России запустили первое производство 5D-принтеров

волгоградские ученые первыми в мире изобрели 5D-принтер

Волгоград – это я

26 Мар 2021 10:40, 9 фото

Этого не удалось даже большим умам из Siemens и Mitsubishi.

Выпускник кафедры автоматизации производственных процессов ВолгГТУ Артем Авдеев первым в мире изобрел технологию пятиосевой 3D-печати, или проще говоря 5D-принтер. В прошлом году свою разработку Артем представил научному сообществу, а накануне на уникальный принтер  посмотрели и журналисты «Городских вестей». О том, как создавалась чудо-машина и зачем волгоградский принтер понадобился  китайцам, — в нашем материале. 

«Продаём даже за рубеж»

На вид 5D-принтер что-то типа микроволновки: белый, квадратный, прозрачный и с дверцей. Только предназначен этот аппарат совершенно для другой «кухни». На нем запросто можно изготовить запчасти для импортной и отечественной техники, причем их стоимость обычно получается ниже, чем у покупных.

На одном столе с тридцатикилограммовым 5D-принтером расположились его предшественники – 3D-принтеры различных модификаций.

— Все они спроектированы и изготовлены студентами, выпускниками и аспирантами нашего вуза, — рассказывает руководитель Центра прототипирования ВолгГТУ кандидат технических наук Алексей Макаров. — Например этот (Алексей Михайлович показывает на аппарат с затемненным фронтальным стеклом) появился на свет в прошлом году. Его автор — студент 4-го курса Михаил Козенко. Парень еще на первом курсе начал увлекаться этим направлением работы, собрав команду сокурсников-единомышленников. Сейчас их модификация 3D-принтера запущена в серийное производство и продается даже за рубежом. В нем деталь получается более прочной, так как нагревается не только стол, на котором она стоит во время печати, но и вся камера.

Мы поинтересовались у ученого, чем объясняется «пробел» между 3D- и 5D-принтерами. Проще говоря, почему в природе нет принтера 4D?

— Построение изделия на 3D-принтере осуществляется путем плавления пластиковой нити из катушки и выдавливания расплава через сопло, которое при этом двигается по заранее рассчитанной траектории в горизонтальной плоскости, — объясняет Алексей Макаров. — Когда заканчивается построение слоя в горизонтальной плоскости, изделие опускается немного вниз и следующий слой строится поверх предыдущего. На самом деле 4D-принтеры существуют, они добавляют определенные возможности 3D-принтерам, но имеют большое количество ограничений и не дают принципиального скачка в качестве производимых изделий.

В 5D-принтере печатающая головка может перемещаться в двух направлениях, как это было и в 3D-принтере, но вместо стола в камере имеется небольшое цилиндрическое основание, которое также может перемещаться по вертикали. Кроме этого  оно может вращаться и наклоняться. Таким образом удается строить деталь не из плоских слоев, как в обычном 3D-принтере, а из сложных пространственных траекторий. Они переплетаются, спекаются, и деталь получается прочнее в несколько раз, чем на обычном 3D принтере, и может получиться даже прочнее литой. Дополнительным «бонусом» является то, что на печать расходуется меньше сырья и времени.

Дешево и сердито 

Ресурс цифрового принтера очень большой —  аппарат может печатать без перерыва неделями, а то и месяцами.

—  Деталь, изготовленная на нашем принтере, по себестоимости в десятки раз ниже иностранных серийных аналогов, —  говорит Макаров. —  А востребована такая продукция во многих областях, начиная от производства резиновых уплотнителей и пластиковых компонентов для любой промышленной и бытовой техники и заканчивая медициной, авиа- и ракетостроительной сферами.

Волгоградская разработка 5D-принтера – единственная в мире. Два года назад предпромышленные образцы волгоградских принтеров побывали на выставке в Германии, где произвели фурор. Китайцы прямо в выставочном зале готовы были разобрать их на детали, а затем изготовить точную копию под собственным брендом. Над проблемой многоосевой 3D-печати бьются такие гиганты мировой индустрии как Siemens, Mitsubishi и другие, но прорыв в технологии удалось совершить именно нашим политехникам, существенно опередившим западных конкурентов. Компания Siemens активно разрабатывает программное обеспечение для многоосевой печати, но в их решениях нет универсальности, простоты, прозрачности. У них для подготовки модели к печати нужен высококлассный специалист и много времени для лишь частично автоматизированной подготовки производства. А для волгоградского 5D-принтера модель к печати может подготовить даже школьник за несколько минут.

Волгоградцы, создавшие 5D-принтер, организовали собственную компанию, которая на сегодняшний день является резидентом Сколково. Предприятие активно взаимодействует с техуниверситетом, и волгоградские студенты проходят там практику и даже ведут разработки, направленные на дальнейшее повышение качества печати, которые потом внедряются в серийные модели принтеров.

Сегодня инженеры ставят перед собой новую цель. Как пояснил Алексей Макаров, речь идет не о том, чтобы увеличивать количество осей в печатающем устройстве, хотя это тоже реально.

—  Мы работаем над тем, чтобы армировать полимерные изделия непрерывным углеволокном. Такие изделия, имея плотность около 1,1 грамм на кубический сантиметр (чуть тяжелее воды и в 3 раза легче алюминия), будут прочнее самого алюминия и некоторых алюминиевых сплавов при весьма умеренной стоимости! Это открывает еще более широкие возможности, —  говорит ученый.

Не забывайте подписываться на наши новости в Новостях, чтобы видеть их первыми.

Автор: Елена Силантьева

волггту вузы изобретения 5d-принтер

СТЕРЕОТЕК | Участник проекта «Сколково»

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «СТЕРЕОТЕК»

Промтех

О компании

Компания занимается единичным и мелкосерийным производством изделий сложной формы с улучшенной прочностью с помощью аддитивных технологий (FDM 3D печати), а также разработкой, производством и продажей 5D принтеров для их изготовления. Технология построена на базе FDM технологии 3D печати, но изделие формируется не из плоских слоев, а из объемных, в результате чего создается прочная трехмерная структура изделия. Это позволяет изготавливать детали в 4 раза прочнее 3D печатных, и на 32% прочнее литых. В изделие также может встраиваться непрерывное углеволокно, имеющее прочность на разрыв до 700 МПа, что позволяет достигать прочность алюминиевых деталей при меньшей массе. Команда проекта побеждала во многих всероссийских конкурсах: S7 Startup Challenge, Open Innovations startup tour, «Наука будущего — наука молодых», Студенческих научных лабораторий опорных университетов, «Созвездие Z» и других. Среди достижений компании — внедрение разработанной технологии многоосевой 3D печати на различных промышленных предприятиях (Северсталь канаты, Grass), её патентование на мировом уровне, международная заинтересованность в разработках компании.

Проектный менеджерНикитаКузнецов

Проектный менеджерНикитаКузнецов

Проекты

Бизнес-модель

Бизнес для Бизнеса (B2B)

Описание проекта

В отличие от обычной 3D печати плоскими слоями, мы используем новый подход для создания прочной трехмерной структуры изделия. Это позволяет изготавливать детали в 3 раза прочнее 3D печатных из тех же самых материалов. Кроме того, разработана технология встраивания 5D печатные изделия непрерывного углеволокна с прочность на растяжение до 800 МПа. Применяя такой подход с армированием углеволокном, можно производить детали, прочнее алюминиевых. На сегодняшний день разработано ПО, которое автоматически готовит изделие к печати в пяти координатах, разработан и уже доступен для приобретения 5D принтер, доказавший свою эффективность.

Финансовая поддержка

Компания поддержана институтами развития:

ФОНД «СКОЛКОВО»

6 961 250 ₽

Руководитель

АВДЕЕВАРТЕМРОМАНОВИЧ

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР

Маркетинговые материалы

Презентации

Loading…

Интеллектуальная собственность

События

2020 год

Участник конкурса

EXPO Открытые инновации 2020

Участник конкурса

SUV2020 Индустриальные технологии

Участник мероприятия

Форум «Открытые Инновации 2020»

2019 год

Участник конкурса

StartUp Tour 2020 Нижний Новгород/Иннополис

Упоминание в СМИ

https://stereotech. org

Официальный сайт

09.12.2022sk.ru

Проекты из «Сколково» стали победителями премии «Технологический прорыв 2022»

24.10.2022sk.ru

Резидент «Сколково» запустил производство 5D-принтеров в Волгограде

21.10.2022sk.ru

Резиденты «Сколково» повысят эффективность электросетевого комплекса России

21.10.2022

Первые в России 5D-принтеры создали в Волгограде

19.07.2022sk.ru

Тренды в биотехе, поддержка стартапов и заказчиков: эксперты «Сколково» на форуме «Сильные идеи для нового времени»

26.04.2022sk.ru

Волгоградская компания наладила производство 5D-принтеров для печати запчастей для промышленного оборудования

Информация о компании

Учредители

АВДЕЕВ АРТЕМ РОМАНОВИЧ

27,3%

ДРОБОТОВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

27,3%

ШВЕЦ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

27,3%

ТУЛАЕВ АНАТОЛИЙ ИГОРЕВИЧ

9%

ГУЩИН ИЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ

9,1%

Уставный капитал

30 000 ₽

400001, Волгоградская область, Г. О. ГОРОД-ГЕРОЙ ВОЛГОГРАД, Г ВОЛГОГРАД, УЛ ИМ. ЦИОЛКОВСКОГО, Д. 9А, ОФИС 14

Похожие компании

Промтех

ЭДДИТИВ РОБОТИКС

Roboform — инновационный 6-ти осевой роботизированный комплекс для экструзионной полимерной композитной FGF-печати из гранулята

Промтех

ИМПРИНТА ДЕВЕЛОПМЕНТ

Создание экосистемы 3D-печати по технологии FDM

Промтех

ВОПЛОЩЕНИЕ

Пятикоординатный 3D принтер

Промтех

МАЙТИТЕХ

Строительный 3D принтер с композитной полимерной печатью

Промтех

НОВЫЕ АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

RDM печать

Промтех

СНЕЙКХЭД

Инновационная печатающая головка Snakehead SEAM 3D, печатающая порошковыми полимерными композициями, а также полимерно-металлическими и полимерно-керамическими.

Промтех

3Д ЛАЙФ

Промышленный 3D-принтер с термостатичной камерой и жидкостным охлаждением для изготовления изделий из высокотемпературных тугоплавких полимеров по технологии FDM/FFF

Промтех

ИРС

Адаптивный мобильный робототехнический комплекс с интеллектуальной подвеской и движителями с изменяемой геометрией колеса

Промтех

Ф2 ИННОВАЦИИ

FDM 2. 0

Промтех

НПО ТОТАЛЗЕД

Создание системы шнековой печати композитными и высокотемпературными материалами, включающей линейку шнековых экструдеров, 3D-принтеров, оборудование для постобработки

Промтех

НОВАПРИНТ 3Д

Прочный коаксиальный филамент для 3D печати

Промтех

ХАРЦ ЛАБС ИННОВАЦИИ

HARZ Labs Инновации

Промтех

2050.АТ

Цифровая аналитическая платформа, предназначенная для заказчиков и исполнителей 3D печати, решающая логистическую и оптимизационную задачу по цифровизации отрасли.

БИГПРИНТЕР ЦИФРОВЫЕ ИННОВАЦИИ

Программное и электронное управление цифровыми струйными печатными системами

Биомедицина

ОРТОПУНКТ

ОРТОПУНКТ.РФ

Промтех

АДИРУТ

Создание электромагнитного 3D-принтера – ЭМП-3D250

Энерготех

АМТ

Создание серийного производства портальных и мобильных строительных 3Д принтеров

Энерготех

СМАРТБИЛД

СМАРТБИЛД

Промтех

АРКОН КОНСТРАКШН

ARKON

Промтех

ГАРАНТ

Производство уличных изделий массового спроса с использованием разрабатываемых быстро застывающих и высокопрочных строительных смесей и технологии строительной 3D-печати

Промтех

АРК-ИНЖИНИРИНГ

Система аддитивного производства металлических изделий ArcFusion

Промтех

КЕЙКОД

Производство малых архитектурных форм путем 3D-печати с использованием инновационных быстротвердеющих строительных смесей и высокопрочных строительных композитов

КАТЮША АЙ ТИ

Мониторинг и Защита – программная платформа управления печатью.

Энерготех

АДДИТИВ ПРОДАКШН ГРУПП

Разработка системы струйной 3D печати

Промтех

НПО РЭК

Композиционные полимерные биоцидные материалы для применения в аддитивном производстве и литье пластмасс

Энерготех

ПРОГРЕСС

Разработка новой технологии литья деталей из пластика, имеющих сложные геометрические формы, с использованием методов вакуумирования и низкого компрессионного давления.

Промтех

СКК

Создание технологического решения по изготовлению крупногабаритных и высокоответственных композитных изделий с применением инновационной технологии закрытой пропитки

Промтех

ТЕКСЕНТ

Создание высокотехнологичной лазерной установки широкого спектра применения для обработки труднодоступных поверхностей конструкционных элементов и деталей сложной формы

Что такое 5D-печать | 5D-принтер

Прочитав слово «5D-печать», большинство парней думают, что, черт возьми, происходит? Как одно измерение добавляется к новой технологии печати? Сегодня нам нужны различные и передовые технологии, чтобы сделать конечный продукт более эффективным с меньшими затратами времени на производство. И 5D-печать — лучший тому пример. Он имеет больше преимуществ, чем 3D-печать. В этой статье у нас будет вся информация об этой технологии печати.

Содержание

Обзор 3D, 4D и 5D печати.

Несколько лет назад мир узнал о технологии 3D-печати. Это изобретение полиграфической промышленности. В 3D-печати объект становится неподвижным , а инструмент для печати перемещается по трем осям для создания объекта. С помощью компьютеризированной модели САПР создается объект.

В большинстве секторов использование технологии 3D-печати огромно. Он производит продукцию с минимальными затратами времени, с хорошей эффективностью, хорошим качеством и множеством преимуществ. Благодаря этому мир привык к технологии 3D-печати.

В настоящее время 3D-печать используется в обрабатывающей промышленности для изготовления компонентов. Возможно изготовление простых и сложных деталей. В автомобильной промышленности распространено использование 3D-печати. Он используется для создания металлических, резиновых и пластиковых объектов. Также его применяют при создании домов, используя в качестве материала бетонную смесь.

В последние годы инновация 4D-печати стала новой вехой . Использование 4D-печати больше в сфере здравоохранения из-за использования многих связанных приложений.

Но 4D-печать немного отличается от 3D-печати. 4D-печатный объект может изменить свой цвет, функцию и форму при контакте с внешней средой , такой как поток, магнитное поле, электричество и т. д. 

Полимер с памятью формы, сплавы с памятью формы, самособирающиеся материалы, биоматериалы и гидрофильные полимеры — это материалов для 4D-печати . Эти материалы обладают только качеством, необходимым для создания объектов 4D-печати.

Но главное, что корни 4D и 5D-печати — это 3D-печать . Концепция 3D-печати помогает большинству людей внедрять инновации и разрабатывать передовые технологии печати.

В этой статье мы подробно рассмотрим новую технологию печати и 5d принтеры.

Что такое 5D-печать? Как работает 5D-принтер?

Концепция 5D-печати впервые реализована в Исследовательской лаборатории Mitsubishi Electric (МЕРЛ). Уильям Йеразунис (старший главный научный сотрудник) объяснил, что в 5D-печати объект строится с помощью пяти различных осей , которые помогут создать сложный объект с хорошей прочностью.

Название 5D Printing происходит от пяти осей, используемых для создания объектов. При этой печати печатающая головка может двигаться в направлениях x, y и z (оси), а печатная платформа может двигаться в двух направлениях (осях). Печатающая головка и печатная платформа могут двигаться одновременно с во время печати.

Изделие производится горизонтальным послойным способом. Таким образом, вогнутые и выпуклые детали могут быть легко изготовлены с высокой точностью и с учетом конструктивных ограничений.

Официальное видео исследовательской лаборатории Mitsubishi Electric по пятиосному аддитивному производству (5D-печать и 5D-принтер)

Видео-руководство по пятиосному аддитивному производству.

Какая часть имеет хорошую прочность, 3D-печать или 5D-печатный объект?

В процессе 3D-печати изогнутые части объектов создаются плоскими горизонтальными слоями. Из-за плоских горизонтальных слоев он образует около слабые места . Если эти объекты перемещаются в направлении, противоположном созданным слоям, есть максимальные шансы их сломать.

Но в 5D-печати изогнутые части объектов не печатаются в горизонтальных слоях. Вместо горизонтальных слоев печатная платформа регулируется в горизонтальном положении. Благодаря этому изогнутые слои могут предотвратить образование слабых мест на профиле объекта.

Уильям Йеразунис и его коллега провели один эксперимент, чтобы определить, какая часть обладает большей прочностью. Для этого эксперимента они сделали тот же колпачок с моделью CAD и той же деталью, напечатанной на 3D- или 5D-принтере.

Для изготовления обеих деталей использовался один и тот же пластик, одна и та же катушка и один и тот же станок. К 3D-печатному объекту приложили давление 0,1 МПа, и он сломался в течение секунды. Но, по сравнению с 3D-печатным объектом, 5D-печатный объект выдержал 3,7 МПа давления.

Этот эксперимент доказывает, что 5D-печатный объект имеет более высокую прочность , чем 3D-печатный объект. Кроме того, они доказывают, что для этого требуется на 25% меньше материала по сравнению с процессом 3D-печати.

Применение 5D-печати

1- Стоматология

С помощью 5D-печати некоторые виды хирургического оборудования, такие как зубные протезы, зубные имплантаты и другие устройства, имеют сложную форму и производятся.

Кроме того, зуб с криволинейными формами и криволинейными частями изготавливается точно с требуемой чистотой поверхности и надежностью. Прочность, необходимая для оборудования, выше, и это возможно только с этой технологией.

2- Ортопедическая хирургия

Для изготовления частей человеческого тела требуется точная точность и хорошая прочность. Потому что эти части необходимо использовать внутри вашего тела. Итак, необходимо иметь правильную форму и размер.

Эта технология полезна для изготовления искусственных костей с превосходной прочностью. Потому что изогнутые детали изготавливаются с хорошей точностью и требуемой чистотой поверхности.

Другие объекты сложной формы невозможно изготовить с помощью 3D-печати. Его можно изготовить с помощью 5D-печати.

3- Протезирование

Для изготовления искусственных частей тела широко используется технология 5D-печати. В настоящее время, когда кто-то потерял ногу, руку, пальцы, челюсти и другие части тела в результате несчастного случая, вместо них используются протезы.

Как мы знаем, такие детали требуют большей прочности. Эти искусственные части тела часто используются для соответствующих целей. Такую высокую прочность приобретает эта технология 5D-принтера.

4- Хирургическое оборудование

Это очень чувствительная область производства хирургического оборудования. Нам требуется высокая точность резки, острые кромки для резки, хорошая прочность, чтобы выдерживать приложенную силу, и правильная форма. Эта технология выполняет такие требования.

Хорошая эргономика и эстетика оборудования позволяют хирургу правильно его держать. Это повышает точность и снижает вероятность несчастных случаев.

Производство монополярной диатермии, щипцов Дебейки, пинцетов от комаров и ретракторов Дивера с использованием этой технологии.

5- Строительные и автомобильные компоненты

Прочность, необходимая для строительных и автомобильных компонентов, выше по сравнению с другими компонентами. Эти типы продуктов всегда используются для тяжелых применений, и нагрузка на них больше. Поэтому необходимо иметь хорошую силу.

Итак, 5D-печать полезна при производстве домов с изогнутыми конструкциями и сложными деталями.

Разница между 3D, 4D и 5D печатью.

Advantages over 3D printing.

1. Он может создать изогнутый объект слоя с большой силой.
2. Детали, напечатанные на 5D-принтере, в пять раз прочнее по сравнению с объектами, напечатанными на 3D- и 4D-принтерах.
3. Используется для создания сложных прототипов в области медицины, а также в автомобилестроении.
4. Объекты 5D-печати имеют более длительный срок службы.
5. Можно создать сложный объект, используя на 25% меньше материала.

Недостатки по сравнению с 3D-печатью.

1. Дополнительные расходы, необходимые для дополнительных 2 осей, необходимых для печатной платформы.
2. Требуются высококвалифицированные ресурсы для разработки и обслуживания 5D-принтера.

Будущий подход к полиграфической промышленности.

3D-, 4D- и 5D-печать — это основа аддитивного производства. Это стартовое изобретение полиграфической промышленности. Используя эти технологии печати, мы достигаем высокой точности в производстве. Это позволяет изготавливать сложные детали с высокой прочностью.

В будущем в полиграфической промышленности будет больше достижений. Передовые технологии помогут производить компоненты быстрее, с большей точностью и эффективностью. Посмотрим, какие успехи произойдут в полиграфической промышленности.

Заключение

5D-печать устраняет недостатки 3D- и 4D-печати. Он имеет высокопрочных и может изготавливать изогнутых и сложных деталей. Исследователи исследуют эту технологию, чтобы увеличить ее способность выдерживать давление до 3,4 МПа .

Так что это полезно в приложениях высокого давления в медицинской и производственной промышленности. It уменьшает на 20-30% потерь. В дальнейшем эта технология получила широкое распространение во всех подотраслях медицины благодаря своим различным преимуществам.

Посмотрите официальный аккаунт 5D-печати в Твиттере.

Часто задаваемые вопросы о 5D-печати.

Что такое 4D- и 5D-печать?

Процесс 4D-печати такой же, как и при 3D-печати. Но единственная разница в том, что для создания объекта используется особый вид материала. В процессе аддитивного производства (5D-печать) печатающая головка и платформа могут перемещаться для создания объектов.

5D-печать — Омега Консалтинг

5D-печать

Несколько лет назад мир узнал о технологии 3D-печати. В 3D-печати объект остается неподвижным, в то время как инструмент для печати перемещается по трем осям, создавая объект. С помощью компьютеризированной модели САПР создается объект.

В настоящее время 3D-печать используется в обрабатывающей промышленности для изготовления компонентов. Возможно изготовление простых и сложных деталей. В автомобильной промышленности 3D-печать обычно используется для создания объектов из металла, резины и пластика. Он также используется при создании домов с использованием бетонной смеси в качестве материала.

В последние годы инновационная 4D-печать стала новой вехой. Использование 4D-печати больше в сфере здравоохранения из-за использования многих связанных приложений[1].

Что такое 5D-печать?

5D-печать — это новая отрасль аддитивного производства. В этой технологии печатающая головка и печатаемый объект имеют по пять степеней свободы. Вместо плоского слоя он создает
изогнутых слоя. Печатная часть вращается, пока печатающая головка выполняет эту операцию. Как
, вместо того, чтобы проходить через прямой слой, как в 3D-принтерах, печать следует по криволинейной траектории
печатаемого компонента. Основное преимущество этой технологии заключается в том, что с ее помощью
создаются детали с криволинейным слоем повышенной прочности[2].

Название «5D-печать» происходит от пяти осей, используемых для создания объектов. В этой печати печатающая головка
может перемещаться в направлениях x, y и z (оси), а печатная платформа способна перемещать
в двух направлениях (осях). Печатающая головка и печатная платформа могут двигаться одновременно во время печати[1].

Первая реализация

Концепция 5D-печати была впервые реализована Исследовательской лабораторией Mitsubishi Electric (MERL). Уильям Еразунис (старший главный научный сотрудник) объяснил, что в 5D-печати объект строится с помощью 5 различных осей, которые помогут создать сложный объект с хорошей прочностью[1].

По словам г-на Еразуниса, цель состоит в том, чтобы сделать детали сильными в тех направлениях, в которых они должны быть сильными, какими бы они ни были. Если мы создадим герметичную крышку с помощью традиционной технологии 3D-печати, все слои крышки будут лежать ровно, и сила давления внутри легко разорвет крышку резервуара по линии склеивания между слоями.

Мы считаем, что сила исходит изнутри и меняет слои с плоских на изогнутые по линиям максимального напряжения в герметической крышке. Мы можем сделать эту часть в 3-5 раз прочнее и использовать для этого на 25 % меньше материала[3].

Разница между 3D, 4D и 5D
печать

Ключевые различия между технологиями 3D, 4D и 5D-печати указаны ниже

Описание

3D-печать

4D-печать

5D-печать

Определение

Процесс изготовления 3D-объектов по модели САПР путем
добавления печатного материала слой за слоем.

3D-печатный объект может
изменить свою форму при воздействии на него
внешних факторов, таких как
свет или тепло.

Объект создан с помощью 5-осевого 3D-принтера.

Изобретатель

Чек Халл

Профессор Массачусетского технологического института
Скайлар Тиббет

Уильям Йеразунис из
Mitsubishi Electric
Исследовательская лаборатория

Сырье

PLA, ABS, поликарбонат, нейлон, углерод

Гидрогель, память формы
Полимер (SMP), сплав с памятью формы (SMA)

PLA, ABS, поликарбонат, нейлон, углерод, металл, на- металл

Печатная база

Стационарная

Стационарная

Подвижная

Степени свободы

Печатный объект

Статический

Динамический

Статический

Приложения

Стоматология: С помощью 5D-печати изготавливается часть хирургического оборудования, такого как зубные протезы, зубные имплантаты и другие устройства сложной формы. Также зубы, имеющие криволинейные формы и криволинейные детали, изготавливаются точно с требуемой чистотой поверхности и надежностью. Прочность, необходимая для оборудования, выше, и это может быть сделано только с этой технологией.

Ортопедическая хирургия: Для изготовления частей человеческого тела требуется точная точность и хорошая прочность. Поскольку эти части используются внутри вашего тела, необходимо иметь правильную форму и размер. Эта технология удобна для изготовления искусственных костей с превосходной прочностью, поскольку изогнутые детали изготавливаются с хорошей точностью и требуют обработки поверхности. Другие объекты сложной формы невозможно изготовить с помощью 3D-печати — их можно изготовить с помощью 5D-печати.

Протезы: Для изготовления искусственных частей тела широко используется технология 5D-печати. В настоящее время, когда кто-то теряет ногу, руку, пальцы, челюсть или другие части тела в результате несчастного случая, вместо них используются протезы.

Как мы знаем, такие детали требуют большей прочности. Эти искусственные части тела часто используются для соответствующих целей. Столько силы приобретает эта технология 5D-принтера.

Хирургическое производство Оборудование: Производство хирургического оборудования — дело тонкое. Мы требуем высокой точности резки, острых кромок для резки, хорошей прочности, чтобы выдерживать приложенное усилие, и правильных форм. Данная технология удовлетворяет этим требованиям.

Хорошая эргономика и эстетика оборудования помогают хирургу правильно его держать. Это повышает точность и снижает вероятность несчастных случаев. С помощью этой технологии возможно изготовление монополярной диатермии, щипцов Дебейки, пинцетов от комаров и ретракторов Дивера.

Строительные и автомобильные компоненты : Прочность, необходимая для строительных и автомобильных компонентов, выше, чем для других компонентов. Итак, необходимо иметь хорошую силу. Таким образом, 5D-печать полезна при производстве домов с криволинейными конструкциями и сложными деталями[1].

Практический пример

В ортопедической хирургии важным требованием к сложным и прочным имплантатам является криволинейная поверхность. Пятимерная печать печатает эти сложные хирургические имплантаты в соответствии с фактической операцией пациента, а также применима при хирургическом планировании, обучении и обучении. Таким образом, 5D-печать может легко создать сложную и изогнутую структуру, для которой требуется много
прочность.

В ортопедии эти «умные» материалы могут быть хорошо использованы для изготовления имплантатов для сложных хирургических случаев с использованием данных компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии
(МРТ). Эти данные можно легко преобразовать в формат файла 3D CAD с помощью различных программ, таких как 3D-слайсер, Mimics, программное обеспечение для обработки изображений OsiriX, Magics, 3D-доктор и InVesalius для использования в 5D-печати[5].

Природа 5D-печати представляет собой комбинацию субтрактивных и аддитивных методов. Согласно MERL, 5D-печать требует предварительного анализа того, как будут использоваться 5D-печатные детали. Таким образом, 5D-печать лучше всего подходит для сложных структур и конструкций, которые
требуют большой силы[6].

5D-принтер Halo

Компания Ethereal Machines из Бангалора, которая раньше продавала 3D-машины, приехала, чтобы узнать о технике 5D-печати. На разработку концепции ушло больше года, и компания задумала создать машину, сочетающую в себе аддитивные и субтрактивные методы печати.
Это принтер Halo 5D компании Ethereal Machine, получивший награду Best of Innovation на выставке CES 2018.
[9] Конструкция обеспечивает дополнительную гибкость при создании 3D-печатных объектов на обычном 9-дюймовом0293 3D принтер. Головка перемещается от слоя к слою, откладывая небольшое количество экструдированного пластика, по существу разбивая объект на плоские кусочки и распечатывая их[7].

Преимущества перед 3D-принтером

Меньше опор: Благодаря возможности вращения печатающей головки или платформы по осям А и В вы можете быть уверены, что принтер почти всегда печатает на сплошной части модели, устраняя необходимость в чрезмерных опорах и позволяя печатать более сложные и сложные модели, где опоры в противном случае было бы невозможно удалить.

Более сильные отпечатки: Стандартные 3D-отпечатки всегда самые слабые по линиям слоев. При 5-осевой печати вы не ограничены укладкой плоских слоев одинаковым образом и можете получать гораздо более четкие отпечатки. 5D-печатные детали в 5 раз прочнее по сравнению с 3D- и 4D-печатными объектами.

Меньше используемого материала: Возможность печати под разными углами снижает потребность в заполнении и опорах
, поэтому количество используемого материала можно значительно сократить.

Меньше постобработки: Благодаря тому, что не требуется так много опор и не ограничиваются плоскими слоями, можно получать более гладкие и высококачественные отпечатки с меньшей потребностью в постобработке[8]. Дополнительные преимущества включают объект изогнутого слоя с большой прочностью, использование для создания сложных прототипов в области медицины, а также в автомобилестроении, объекты 5D-печати с более высоким сроком службы, изготовление сложного объекта с использованием на 25% меньше материала[1].

Недостатки по сравнению с 3D-принтером

Несколько вариантов: Рынок 5D-печати частично не освоен. Он часто предназначен для промышленного использования или довольно дорог, что делает 5-осевую печать довольно недоступной для большинства.

Ограниченная поддержка: Для этих принтеров также доступна очень ограниченная поддержка по сравнению с
, что-то вроде стандартной 3D-печати, где есть огромные сообщества пользователей.

Комплексная нарезка: Создание и нарезка моделей для 5-осевой печати может быть затруднена. 5-осевая печать требует совершенно другого подхода, поэтому вам, вероятно, придется отказаться от некоторых привычек, когда дело доходит до проектирования или выбора моделей для печати. Кроме того, большинство слайсеров даже не поддерживают непланарную (настоящую 3D) печать, не говоря уже о 5-осевой печати! Другими словами, если вы хотите разрезать модель для печати на 5-осевом станке, у вас будут очень ограниченные и в основном платные возможности, а также крутая кривая обучения[8].

Будущий подход полиграфической промышленности

Тремя ключевыми направлениями аддитивного производства являются 3D-, 4D- и 5D-печать. Использование этих технологий печати позволяет достичь очень высокого уровня точности в производстве. Специализированная реализация методов печати для конкретных целей позволяет изготавливать
сложных высокопрочных компонента. Впереди нас ждут новые прорывы в полиграфии. Технологические инновации помогут сделать производство компонентов более быстрым, надежным и эффективным[1].

Заключение

5D-печать устраняет недостатки 3D- и 4D-печати. Он обладает высокой прочностью и способен изготавливать криволинейные и сложные детали.