1. Pregled kompozitne opreme za 3D štampanje
Tehnologija 3D štampe, kao revolucionarna metoda aditivne proizvodnje, postaje sve važnija u proizvodnoj industriji. Slaganjem materijala sloj po sloj, u mogućnosti je brzo proizvesti složene precizne dijelove bez potrebe za tradicionalnim kalupima, skratiti proizvodni ciklus, poboljšati korištenje materijala, smanjiti troškove i probiti ograničenja tradicionalne tehnologije proizvodnje u pripremi složenih dijelova. Posebno u proizvodnji malih količina složenih dijelova i optimizaciji dizajna, tehnologija 3D printanja je pokazala snažnu tržišnu konkurentnost i postala ključna snaga u promicanju proizvodnih inovacija.
Kompozitni materijali također igraju važnu ulogu u modernoj proizvodnji, obično se sastoje od dva ili više materijala različitih svojstava, a kroz optimizaciju omjera i strukture postižu komplementarne performanse i poboljšanje. Odlikuje ih visoka čvrstoća, niska gustina, otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature, itd. Široko se koriste u vazduhoplovstvu, automobilskoj proizvodnji, medicinskim uređajima i drugim poljima, pomažući u smanjenju težine, poboljšanju efikasnosti i poboljšanju čvrstoće i performansi konstrukcije.
Uz rastuću potražnju za visoko-preciznim,-dijelovima visokih performansi, kombinacija tehnologije 3D štampe i kompozitnih materijala postala je neizbježan trend. 3Oprema za D štampanje kompozita može brzo i precizno proizvoditi kompozitne dijelove i promovirati transformaciju i nadogradnju proizvodne industrije. Ova tehnologija ne samo da ispunjava stroge zahtjeve za složene dijelove u vrhunskim-oblastima, već donosi i inovativne mogućnosti za druga polja kao što su naučna istraživanja i obrazovanje, potrošačka elektronika i kulturno stvaralaštvo.
Trenutno su razvijene različite vrste tehnologija 3D štampanja, kao što su stereolitografija (SLA), selektivno lasersko sinterovanje (SLS) i fuziono taloženje u kalupu (FDM). FDM tehnologija je postala jedna od najčešće korišćenih tehnologija 3D štampanja na tržištu zbog svojih prednosti niske cene, jednostavnih procedura pripreme i primenljivosti na širok spektar materijala. Proces polimerne 3D štampe se kreće prema niskim troškovima štampe, niskoj potrošnji energije, velikoj veličini i visokoj stopi štampe, postepeno realizujući masovnu proizvodnju i takmičeći se sa tradicionalnim procesima proizvodnje plastike. Procesi u sloju praha primijenjeni su na masovnu proizvodnju plastičnih dijelova, dok tehnologije brze fotopolimerizacije kao što su DLP i CLIP omogućavaju fotopolimerizacijsko 3D štampanje za proizvodnju malih serija, fokusirajući se na procese s niskom potrošnjom energije i visokim performansama dijelova. Proces 3D štampanja ekstruzije materijala također se kreće prema zrelosti, a za razvoj je primijenjena velika-brzina,-oprema velikih razmjera.
2. Pregled razvoja industrije
2.1 3Historija razvoja opreme za D štampanje kompozitnih materijala
Istorija razvoja domaće tehnologije 3D štampe je poput veličanstvenog epa nauke i tehnologije, koji bilježi mudrost i hrabrost bezbrojnih pionira i svjedoči o velikom skoku kineske nauke i tehnologije od slijeđenja ka nadmašivanju. 1980, prvi svjetski patent za 3D štampanje rođen je u Japanu, koji je, poput iskre vatre, pokrenuo globalni razvoj nauke i tehnologije, prai igrie. U Kini je profesor Yan Yongnian osnovao Laser Rapid Prototyping Center na Univerzitetu Tsinghua 1988. godine, koji je postao osnivač kineske tehnologije brze izrade prototipa i postavio čvrste temelje za razvoj kineske tehnologije 3D štampanja. Od tada, tempo razvoja tehnologije 3D štampanja u Kini postepeno se ubrzao. 1993, osnovana je prva kineska kompanija za 3D štampanje, čime je obeleženo zvanično pokretanje kineske industrije 3D štampanja. 1994, prof. Lu Bingheng sa Univerziteta Xi'an Jiaotong počeo je da se posvećuje istraživanju i razvoju štampača, čiji su nezavisni naučni rezultati u Kini imali jake rezultate inovacija tehnologije 3D štampe.
U 21. stoljeću, kineska tehnologija 3D štampanja dovela je do bržeg razvoja. 2010, Univerzitet nauke i tehnologije Huazhong, tim profesora Shi Yusheng uspješno je razvio industrijsku-opremu za proizvodnju aditiva 1,2mx1,2m, radnu oblast najvećeg svjetskog u to vrijeme,{100}{101}istaknuvši izvanrednu snagu u oblasti kineske štamparije{36} proizvodnja. 2011, tim profesora Shi Yusheng, na osnovu svog odličnog 2011. godine, tim prof. Shi Yushenga, zahvaljujući svojoj izvrsnoj tehnologiji, napravio je livenje voštanih kalupa velikih i složenih dijelova od legure titana za avione, satelite i aero{11}}motore za avione, satelite i aero{11}}motore za međunarodnu kompaniju Airbus i evropsku kinesku agenciju za štampanje3D Visoko-aerokosmičko polje i osvojivši međunarodnu pohvalu. 2013, China 3D Printing Alliance je formalno osnovan, što je označilo da je kineska industrija 3D štampanja počela da se kreće ka novoj fazi zajedničkog razvoja i kolaborativne inovacije, te izgradnji nove platforme za tehnološku razmjenu, integraciju resursa i integraciju tržišta i integraciju tržišta,10, Xi'an Zhimong je lansirao prvi kineski e-sistem za 3D štampanje metala, ZcompleX3, koji je popunio tehnološke praznine u kineskom polju e-beam metala 3D štampanja, omogućavajući Kini da dostigne novu visinu u visoko-end metal 3D štamparskoj tehnologiji18In the University Add the Manuacti2. Nauka i tehnologija uspješno su pilotirali proizvodnju najveće pojedinačne 3D mašine za štampanje u to vrijeme koristeći 2018. godine Centar za proizvodnju aditiva Tehnološkog univerziteta u Kunmingu uspješno je testirao-proizveo najveći pojedinačni složeni dio legure titanijuma formiran SLM procesom u to vrijeme, što je u potpunosti demonstriralo kinesku izuzetnu kinesku izvrsnu izradu tinov3tan i sveobuhvatnost tiska. tehnologije. 2020, Kineska akademija svemirske tehnologije (CAST) uspješno je završila prvi eksperiment "3D štampanje u svemiru", koji je ujedno i prvi svjetski eksperiment 3D štampanja kontinualnih kompozitnih materijala-ojačanih vlaknima, čime je obilježen prvi kineski eksperiment 3D štampanja u oblasti aerokosmičke tehnologije. Kineska akademija svemirske tehnologije je 2020. godine uspješno završila prvi eksperiment "3D štampanje u svemiru", koji je ujedno i prvo 3D štampanje na svijetu kontinualnih kompozitnih materijala-ojačanih vlaknima, što je označilo veliki napredak u primjeni tehnologije 3D štampanja u oblasti aerokosmosa i pružanje novih tehnoloških sredstava za istraživanje svemira i za budući razvoj svemira.
2.2 Status razvoja opreme od kompozitnih materijala
Za primjenu kompozitnih materijala u današnjoj oblasti nauke i tehnologije kaže se da je opsežna i{0}}dubina, a njegove jedinstvene performanse čine ga nezamjenjivim ključnim materijalom u mnogim industrijama. U oblasti vazduhoplovstva, kompozitni materijali su doživjeli veliku transformaciju od rane ne-nenosive-strukture do današnje glavne konstrukcije koja nosi opterećenje{4}}. U proizvodnji krila i trupa, na primjer, primjena kompozita ne samo da je dramatično smanjila težinu aviona, već je i značajno poboljšala njihovu strukturnu čvrstoću i izdržljivost. U oblasti odbrambene industrije kompoziti takođe igraju vitalnu ulogu. Laka oklopna vozila, stelt avioni, projektili i rakete i druga oprema se široko koriste u kompozitnim materijalima, zahvaljujući svojoj visokoj čvrstoći, maloj gustoći, dobrim stelt performansama i drugim karakteristikama, mogu efikasno poboljšati borbenu efikasnost i preživljavanje opreme. U novim energetskim vozilima, skladištenju energije, fotonaponskim i drugim novonastalim poljima, kompozitni materijali su također pokazali veliki potencijal za primjenu. U proizvodnji novih energetskih vozila, kompozitni materijali se mogu koristiti u karoseriji, kućištu akumulatora i drugim dijelovima proizvodnje, pomažući da se smanji težina vozila, poboljša domet, dok istovremeno povećava sigurnost i udobnost vozila. Sa brzim razvojem ovih oblasti, potražnja tržišta za kompozitnim materijalima će nastaviti da raste, pružajući širok prostor za razvoj kompozitne opreme za 3D štampanje.
3. 3D Printing Composites Equipment Industry Chain Panorama
3.1 Tržišna skala
3.1.1 Globalna analiza veličine tržišta 3D štampanja
Prema podacima izvještaja "Metal AM" koje je objavila VoxelMatters, britanska kompanija koja se bavi istraživanjem globalne industrije 3D štampe, obim globalnog tržišta metalne 3D štampe u 2022. godini iznosio je oko 2,861 milijardu dolara, od čega je tržišna skala hardvera, materijala i usluga 1,476 milijardi dolara, odnosno 398 miliona dolara, odnosno 987 miliona dolara. godišnji-na-godišnji rast od 26%. Očekuje se da će globalno tržište metalne 3D štampe premašiti 40 milijardi dolara do 2032. godine, uz rast od CAGR od 30,3% od 2022-2032. Izveštaj takođe identifikuje deset vodećih kompanija u globalnom metalnom prostoru 3D štampanja, a to su EOS, SLM Solutions, 3D Systems, Desktop Metal, GE Additive, BLT, Velo3D, DMG Mori, TRUMPF i HBD, koje igraju važnu ulogu u razvoju i širenju globalne tehnologije metalne 3D štampanja. i širenje tržišta.
3.1.2 Analiza tržišta 3D štampanja u Kini
U Kini tržište 3D štampe pokazuje snažnu vitalnost, a pet vodećih kompanija po tržišnom udjelu su Luen Thai, Stratasys, EOS, GE i 3D Systems po redoslijedu tržišnog udjela, od kojih nijedna ne prelazi 20%, što odražava relativno nisku koncentraciju u industriji i žestoku konkurenciju na tržištu, a istovremeno i ogroman potencijal za razvoj industrije. Posljednjih godina kineska proizvodna poduzeća aktivno usvajaju tehnologiju 3D printanja kako bi zamijenili ili optimizirali svoje originalne proizvodne procese, čime su poboljšali inteligenciju svoje proizvodnje i zadovoljili hitnu potražnju vlade za transformacijom i nadogradnjom kineskih proizvodnih proizvoda. Što se tiče tržišnog obima, obim kineske industrije 3D štampanja pokazuje trend stabilnog rasta iz godine u godinu, a njena stopa rasta je nešto brža od ukupne globalne stope rasta, što čini da kineska 3D industrija čini udio u svijetu koji nastavlja rasti.
Trenutno se obim kineske industrije 3D štampača povećava iz godine u godinu, a stopa rasta je nešto brža od ukupne globalne stope rasta, tako da se udio kineske 3D industrije u svijetu povećava. Gledajući unaprijed, pod brzim razvojem zrakoplovstva, automobilske industrije, medicinske opreme i drugih industrija, potražnja na tržištu 3D printera je ogromna, a veličina tržišta pokazat će trend brze ekspanzije.
3.2 3D štamparska oprema
3.2.1 FDM/FFF
FDM (Fused Deposition Molding) tehnologija, kao široko rasprostranjena tehnologija 3D štampe, zasniva se na principu da se filamentni materijali zagrijavaju i tope, a zatim ekstrudiraju i slažu sloj po sloj pomoću mlaznice prema kompjuterski-kontroliranoj putanji. Ova tehnologija je u ovoj fazi postala jedna od najraširenijih tehnologija 3D štampanja na tržištu sa prednostima niske cijene opreme i materijala za štampu, jednostavnog procesa pripreme i pogodnosti za štampu na širokom spektru materijala, te je pokazala svoju izvrsnu primjenu u mnogim oblastima.
Stratasys F370®CR FDM® kompozitni štampač je kultni 3D štampač visokih{1}}performansi. Podržava štampanje širokog spektra-kompozita visoke čvrstoće i inženjerskih{5}}materijala, kao što su ABS-CF10 i FDM najlon-CF10, koji se koriste za proizvodnju dijelova koji se odlikuju snagom i izdržljivošću. Štampač ima funkciju varijabilne gustoće dijela, koja može fleksibilno prilagoditi strukturnu gustoću unutar dijela prema različitim zahtjevima korištenja dijela, kako bi se optimizirala upotreba materijala i smanjio gubitak materijala pod pretpostavkom da se garantuje performanse dijela. Njegov veliki prostor za izradu (355 mm x 254 mm x 355 mm) omogućava štampanje velikih dijelova za proizvodnju-pričvršćivača visoke čvrstoće, učvršćenja i proizvodnih alata. Dodatno, mašina ima mogućnost povezivanja sa sistemima za izvršenje proizvodnje za digitalno upravljanje i praćenje proizvodnog procesa, poboljšavajući produktivnost i tačnost upravljanja.
Markforged štampači Mark Two i FX20 dizajnirani su za kontinuirane polimere ojačane karbonskim{1}}ugljičnim vlaknima, što je karakteristika dizajna koja im daje značajnu prednost u područjima gdje su čvrstoća dijelova i mala težina kritični. Štampači su u stanju da štampaju na širokom spektru materijala, uključujući termoplaste, najlon i kontinuirana karbonska vlakna, a štampanjem na kombinaciji ovih materijala moguće je u potpunosti iskoristiti svojstva različitih materijala za optimizaciju performansi dela. Na primjer, u vazduhoplovnom polju proizvodnje nekih dijelova, upotreba štampača može istovremeno osigurati strukturnu čvrstoću dijelova, značajno smanjiti njihovu težinu, poboljšati efikasnost goriva i performanse aviona. U polju servisnih robota, ovi štampači također imaju širok spektar primjena, i mogu proizvoditi lagane,-konstrukcijske komponente velike čvrstoće za robote, smanjiti ukupnu težinu robota, poboljšati njegove performanse kretanja i energetsku efikasnost, kako bi se postigli dvostruki ciljevi smanjenja troškova i poboljšanja performansi. Markforged serija: uključujući Mark2 i X7{9} modele, koristeći kratku mješavinu ugljika u prahu do lasera{ filon proces sinterovanja, pogodan za vazduhoplovnu industriju. Proces laserskog sinterovanja, pogodan za vazduhoplovstvo, automobilsku, medicinsku i druge oblasti.
Robotski sistemi iz Arevo Labs i 9T Labs predstavljaju inovativnu primjenu FDM tehnologije za proizvodnju složenih geometrija. Ovi sistemi koriste šesto{2}}osnu robotiku za efikasno štampanje kratkih-kompozita od kratkih vlakana i CF/PA12 kompozita i proizvodnju složenih geometrija na zakrivljenim površinama. Na primjer, robotski sistem koji je razvio Arevo Labs za štampanje PEEK/CF kompozita koristi agilnost i visoku{6}}preciznu kontrolu pokreta šesto-osnog robota za precizno polaganje materijala za štampanje u složenim trodimenzionalnim prostorima kako bi se omogućila proizvodnja dijelova sa složenim zakrivljenim površinama i unutrašnjom strukturom. Ova tehnologija probija ograničenja tradicionalne opreme za 3D štampanje u proizvodnji geometrijskih oblika, pružajući potpuno novo rješenje za proizvodnju nekih specijalnih dijelova u zrakoplovstvu, automobilskoj proizvodnji i drugim poljima. 9T Labs je pokazao sposobnost postavljanja CF/PA12 kompozitnih materijala na zakrivljene površine, a također pruža tehničku podršku za proizvodnju visoko{13} zakrivljenih strukturnih dijelova, kao što su {13} Aero{14}}lopatice motora, automobilske glavčine točkova i druge komponente.
CF3D™ proces kompanije Continuous Composites je revolucionarna tehnologija 3D štampanja kontinuiranim vlaknima. Ovaj jedinstveni proces eliminiše potrebu za skupim kalupima ili pećnicama, značajno smanjujući troškove proizvodnje i složenost opreme korištenjem industrijskih robota za štampanje na suhim vlaknima i impregniranjem smole na licu mjesta. Tehnologija je primjenjiva na proizvodnju neprekidnih vlakana visokih{5}}performansi kao što su karbonska vlakna-kosmičkog kvaliteta, staklena vlakna ili aromatična poliamidna vlakna, koja mogu dati punu igru prednostima mehaničkih performansi ovih vlakana visokih{7}}performansi, te proizvoditi kompozitne dijelove visoke čvrstoće i visoke čvrstoće. Na primjer, u proizvodnji strukturnih komponenti u zrakoplovnoj industriji, CF3D™ proces se može koristiti za proizvodnju lakih,{10}}komponenti velike čvrstoće kao što su krila i okviri trupa, koji mogu ispuniti stroge zahtjeve za visoke performanse i lake komponente u zrakoplovnoj industriji.
Pored gore navedene opreme, postoji mnogo druge opreme FDM tehnologije koja igra važnu ulogu u svojim poljima. Na primjer, Ultimaker+ 3D štampač može štampati sa kompozitnim materijalima koji sadrže čestice silicijum nitrida, koji imaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje i mogu se koristiti za proizvodnju delova sa visokim zahtevima za otpornost na habanje, kao što su delovi otporni na habanje u industrijskim mašinama, kalupi, itd. Zmorph 2.0 3D štampač proizvodi prethodne otiske sa specijalnim karakteristikama, kao što su keramički delovi kao što su keramičke karakteristike dijelovi otporni na{5} toplinu. Zmorph 2.0 3D štampači, s druge strane, koriste keramičke paste za štampanje dijelova sa posebnim keramičkim svojstvima, kao što su keramički dijelovi otporni na-temperaturu i koroziju-otporni, koji imaju potencijalnu primjenu u hemijskoj i elektronskoj industriji. Ovi uređaji se često kombinuju sa-softverom otvorenog koda (kao što su Blender i Ultimaker Cura) za dizajniranje i štampanje modela. Primjena otvorenog-softvera omogućava korisnicima da budu fleksibilniji u postavkama parametara štampanja i dizajnu modela, što snižava prag upotrebe i promovira široku primjenu i inovativni razvoj FDM tehnologije.
3.2.2 SLA
Tehnologija svjetlosnog{0}}otvrdnjavanja (SLA) je visoko-precizna tehnologija 3D štampe, čiji je princip miješanje fotoosjetljivih polimernih monomera sa ojačavajućim česticama ili vlaknima, a pod zračenjem specifičnih talasnih dužina ultraljubičastog svjetla, fotoinicijator pokreće reakciju polimera na brzoj foto{101} monopo} brzo ih transformiše iz tečnog u čvrsto stanje, a zatim se slažu jedan na drugi sloj po sloj u skladu sa planiranom putanjom, formirajući na kraju željene trodimenzionalne proizvode.
SLA tehnologija ima vrlo visoku preciznost i može proizvesti dijelove s izuzetno visokom dimenzionalnom preciznošću i kvalitetom glatke površine, te ima širok spektar primjena u poljima koja zahtijevaju vrlo visoku preciznost, kao što su nakit, precizni kalupi, medicinska oprema i druge industrije. U proizvodnji nakita, SLA tehnologija može precizno ispisati složene i izuzetne modele nakita za naknadno livenje ili obradu kako bi se dobili precizni uzorci, što može uvelike skratiti dizajn i proizvodni ciklus nakita, dok istovremeno poboljšava kvalitet proizvoda i slobodu dizajna. U smislu precizne proizvodnje kalupa, SLA tehnologija može proizvesti visoko-precizna jezgra i šupljine kalupa kako bi se osigurala tačnost dimenzija i kvalitet površine kalupa, čime se poboljšava kvalitet i konzistentnost brizganih proizvoda. Za proizvodnju medicinskih uređaja, kao što su zubne proteze, školjke za slušne aparate i drugi mali medicinski uređaji, SLA tehnologija može proizvesti proizvode koji odgovaraju ljudskoj fiziološkoj strukturi sa velikom preciznošću, poboljšavajući upotrebu medicinskih uređaja i udobnost.
Međutim, SLA tehnologija također ima neka ograničenja. Trenutno su tipovi matrice od polimerne smole pogodne za svjetlosnu polimerizaciju relativno ograničeni, što u određenoj mjeri ograničava primjenu ove tehnologije u području različitih zahtjeva performansi materijala. Zbog ograničenja vrste matrice smole, možda neće moći ispuniti zahtjeve nekih posebnih dijelova o mehaničkim svojstvima materijala, otpornosti na toplinu, kemijskoj stabilnosti i drugim aspektima. Pored toga, kada se tokom procesa štampanja doda armatura kratkim vlaknima, vjerovatno će se pojaviti problemi sleganja vlakana, što može dovesti do neujednačene unutrašnje strukture kompozitnog materijala, što utiče na konzistentnost performansi i stabilnost kvaliteta štampanih delova. Kako bi prevladali ova ograničenja, istraživači stalno istražuju nove fotoosjetljive smolne materijale i tehnologije za ojačavanje vlaknima kako bi proširili opseg primjene SLA tehnologije i poboljšali njen kvalitet štampe.
3.2.3 LDM/DIW
Tehnologija direktnog pisanja mastilom (DIW): Ovo je tehnologija ekstruzije koja se koristi za proizvodnju 3D štampanih delova od keramike, metala i drugih finih materijala. DIW oprema je pristupačna i pogodna je za brzu izradu prototipa od strane dizajnera. Tehnologija direktnog pisanja mastilom (DIW), poznata i kao Liquid Deposition Molding (LDM), jedinstvena je tehnologija ekstruzije za 3D štampanje.
Sirovi materijali koji se koriste u LDM/DIW tehnologiji su kompoziti u obliku otopina, pasta ili hidrogelova sa određenim stepenom fluidnosti, koji se stvrdnjavaju i oblikuju naknadnim-zagrijavanjem, ultraljubičastim svjetlom (UV) ili dodatkom aktivnih sastojaka.
Značajna prednost ovog procesa je mogućnost proizvodnje dijelova s funkcionalnim i kompozicionim gradijentima. U nekim specijalnim scenarijima primjene, kao što je proizvodnja umjetnih zglobova u biomedicinskom polju i proizvodnja uređaja s funkcionalnim gradijentom materijala u elektroničkom polju, potrebni su dijelovi s različitim sastavima materijala ili gradijentima performansi kako bi se ispunili funkcionalni zahtjevi različitih dijelova. LDM/DIW tehnologija može precizno kontrolirati količinu ekstruzije i omjer miješanja različitih boja materijala tokom procesa tiska. Međutim, vlakna sa velikim odnosom širine i visine ne bi trebalo da se dodaju kako bi se izbeglo začepljenje glave štampača tokom procesa štampanja.
3.2.4 SLS/SLM
Selektivno lasersko sinterovanje (SLS) je metoda 3D štampanja koja koristi toplotu koju generiše laser za selektivno spajanje praha. Koristeći mješavinu polimerne matrice i vlakana za ojačanje praha, tako da laser prema 3D modelu poprečnog -oblika praha u određenom području zagrijavanja, talište relativno niskog polimernog praha topljenja, matrica i armatura spajaju komponente kompozita. Veća preciznost površine, lako uklanjanje potpornih konstrukcija i recikliranje materijala su prednosti SLS kalupa. Međutim, problem ove metode je u tome što je gustina dva materijala u mešanom prahu obično različita, što je sklono fenomenu taloženja i čini da sastav proizvoda nije ujednačen. Osim toga, SLS ima stroge zahtjeve u pogledu veličine čestica sirovog materijala, tako da opća upotreba kratkih vlakana dužine 20-250 μm i mehanička svojstva kompozitnog materijala imaju ograničeno poboljšanje.
4 Budući razvoj
Tehnološki razvoj pokreće industriju kompozita da otvori nove mogućnosti na tržištu zračnog transporta. Usluge međugradske kabine (AAM tržište) koje koriste sve-električne eVTOL avione sa dometom od oko 150 km zahtijevaju kompozitne dijelove visokih-konstrukcija, u kojima će tehnologija 3D štampanja igrati ključnu ulogu. Iako je samo nekoliko kompanija trenutno dobro-finansirano, potencijal tržišta je ogroman, a očekuje se da će hiljade zračnih kabina biti u funkciji do 2030. godine, stvarajući tržišni prostor za 3D štampanu kompozitnu opremu.
Kompoziti također igraju važnu ulogu u proizvodnji velikih aviona, na primjer, avion C919 u velikoj mjeri koristi različite kompozitne materijale, uključujući očvrsnutu epoksidnu smolu-na bazi T800-kompozita od karbonskih vlakana visoke-kompozite, kompozite od fiberglasa, kompozite od fiberglasa, aramidne karbonske kompozite{5} kompozitne komponente turbine na bazi keramike{9}. Ove aplikacije su poboljšale performanse aviona i pokazale važnost kompozita u proizvodnji velikih aviona. Kako se tehnologija razvija i povećavaju zahtjevi za performansama, preciznošću i pouzdanošću kompozitnih dijelova, tehnologija 3D štampe pruža efikasno, visokokvalitetno rješenje.
Napredak tehnologije 3D štampe promovirao je njenu primjenu u području kompozitnih materijala. Istraživanje i razvoj novih materijala obogatili su tipove 3D štampanih kompozita i poboljšali njihove performanse; poboljšanje procesa štampanja, kao što je štampanje mikrotalasnim grijanjem i ultrazvučno-potpomognuto 3D štampanje, poboljšalo je brzinu štampanja i kvalitet proizvoda; i inovacije tehnologije mlaznica, kao što su više-mlaznice i visoko{6}}mlaznice, poboljšale su preciznost i složenost proizvoda. Zrelost tehnologije i širenje tržišnog opsega smanjili su troškove opreme za 3D štampanje, a sve više preduzeća i istraživačkih institucija može sebi priuštiti troškove kompozitne opreme za 3D štampanje, što promoviše njenu široku primenu.
Kompozitna oprema za 3D štampu pokazuje svoj jedinstven i moćan šarm i vrijednost u kontekstu brzog tehnološkog razvoja. Industrijski lanac pokriva od pažljivog odabira i opskrbe sirovinama u uzvodnom dijelu, do proizvodnje i optimizacije osnovnog hardvera, pomoćne operativne opreme i raznih vrsta opreme za 3D printanje u srednjem toku, do široke primjene u mnogim poljima kao što su zrakoplovstvo, automobilska, medicinska i potrošačka elektronika u nizvodnom dijelu, što je formiralo potpun i blizak industrijski ekosistem.
U polju primjene, kompozitna oprema za 3D štampanje odigrala je nezamjenjivu ulogu u mnogim poljima vrhunske proizvodnje{1}}. U oblasti vazduhoplovstva, pomaže avionu da ostvari laku težinu i visoke performanse; u oblasti proizvodnje automobila promoviše razvoj automobila u pravcu personalizacije i inteligencije; u oblasti medicinskog tretmana, pruža snažnu podršku personalizovanom i preciznom medicinskom tretmanu.
Ipak, kompozitna oprema za 3D štampanje na tehničkom nivou i dalje se suočava sa izazovima kao što su poboljšanje performansi materijala, efikasnost štampanja i poboljšanje standarda kvaliteta. Visoka cijena također ograničava njegovu popularizaciju. Osim toga, nedostatak interdisciplinarnih stručnjaka također ograničava razvoj industrije. U budućnosti, inovacije materijala, integracija tehnologije i proširenje primjene bit će glavni smjer razvoja. Istraživanje i razvoj novih kompozitnih materijala proširit će područja primjene, a tehnologija 3D printanja će se integrirati s umjetnom inteligencijom, velikim podacima, internetom stvari i drugim tehnologijama kako bi se poboljšao kvalitet i efikasnost štampe. Istovremeno, 3D štampa će proširiti svoju primenu u oblasti građevinarstva, energetike, kulture i kreativnosti, te promovisati inovacije i razvoj srodnih industrija.
Izvor: "China Composites Industry Association"