Didelio formato 3D spausdinimas švietime ir moksliniuose tyrimuose: inovacijų skatinimas universitetuose

Priedinė gamyba iš esmės keičia aukštojo mokslo ir mokslinių tyrimų laboratorijų galimybes. Tradiciniai prototipų kūrimo metodai dažnai reikalauja mėnesius trunkančių gamybos ciklų ir didelių biudžeto išlaidų. Pasitelkdamos didelio formato 3D spausdintuvus, tokio lygio įstaigos leidžia studentams paversti drąsiausias idėjas fiziniais, pilno dydžio funkciniais gaminiais.

Realių universiteto projektų pavyzdžiai

  1. Kingston University (Didžioji Britanija) – Autosporto inžinerija:

    Naudojant „BigRep ONE“ spausdintuvą, inžinerijos studentai sukūrė priekinį aerodinaminį sparną ir anglies pluošto durų liejimo formą savo „Caterham“ lenktyniniam automobiliui. Tiesioginis spausdinimas leido atsisakyti atimamosios gamybos (subtractive methods) ir atlikti aerodinaminius bandymus vėjo tunelyje iškart po spausdinimo.

  2. Aalborg University (Danija) – Vientisas dviračio rėmas:

    Mechanikos inžinerijos studentai pritaikė 1005 x 1005 x 1005 mm spausdinimo tūrį, kad išspausdintų visiškai funkcionuojantį, topologiškai optimizuotą dviračio rėmą iš vienos dalies.

  3. Helmut Schmidt University (Vokietija) – Formulių kėbulo dalis:

    „Eleven-O-Six“ lenktynių komanda pasitelkė aukštai temperatūrai atsparius filamentus ir „BigRep ONE“, kad išspausdintų vientisą nosies kūgį (nose cone) bei kitas kėbulo dalis tiesiai pagal CAD modelius.

  4. TH Wildau (Vokietija) – Tarpdisciplininis „ViNN:Lab“:

    Didelio formato spausdintuvai naudojami ne tik inžinerijoje. Verslo vadybos, teisės ir verslo informatikos studentai supažindinami su priedine gamyba, ruošiant juos ketvirtajai pramonės revoliucijai.

Pagrindiniai didelio formato spausdinimo privalumai mokslo įstaigoms

  • Spausdinimas be matmenų ribojimų: Nereikia smulkinti modelio į mažesnes dalis ir jų klijuoti, kas dažnai sukelia geometrijos paklaidas.

  • Visas gaminio gyvavimo ciklas per vieną semestrą: Sutrumpėjęs gamybos laikas leidžia atlikti kelias dizaino iteracijas ir išbandyti jas praktiškai.

  • Ekonomiškumas: Palyginti su tradiciniu CNC apdirbimu ar formų liejimu, FFF spausdinimas sumažina medžiagų eikvojimą bei pradines sąnaudas.

icon-target

Problema

Aukštosios mokyklos ir tyrimų laboratorijos susiduria su tradicinių prototipavimo metodų ribotumais: ilgai trunkančia gamyba (kelis mėnesius), didelėmis išlaidomis bei būtinybe smulkinti ar mažinti modelius dėl mažo darbinio tūrio. Tai stabdo studentų bei tyrėjų inovacijas ir neleido pilnai išbandyti funkcinių sprendimų semestro metu.

icon-solution

Sprendimas

Švietimo įstaigose įdiegti didelio formato pramoniniai 3D spausdintuvai (tokie kaip „BigRep ONE“, „BigRep STUDIO G2“, „BigRep PRO“, „BigRep EDGE“). Jie suteikia galimybę spausdinti natūralaus dydžio (1:1 scale) funkcines detales, sportinių automobilių kėbulo elementus bei anglies pluošto liejimo formas nenaudojant sudėtingo detalių klijavimo.

icon-trophy

Rezultatas

Studentai ir tyrėjai gali kelis kartus patobulinti bei išspausdinti projektus per vieną semestrą. Technologija sėkmingai naudojama ne tik inžinerijoje, bet ir verslo, teisės bei dizaino studijų programose (pvz., TH Wildau ViNN:Lab). Sukurti funkciniai vientisi dviračių rėmai (Aalborg University), lenktyninių automobilių kėbulo dalys (Helmut Schmidt University, Kingston University) bei tikslūs 1:4 mastelio automobilių modeliai.

Kiti projektai