211service.com
Oglekļa apdrukas, lieliski materiāli
Izmantojot savu pieredzi ķīmijā, izpilddirektors Džozefs DeSimons ir izvēlējies pilnīgi jaunu pieeju progresīvai ražošanai, ļaujot Carbon, kas mūsu 50 gudrāko uzņēmumu sarakstā ir 18. vietā, drukāt materiālus ar plašu noderīgu īpašību klāstu. 2017. gada 27. jūnijs
Leonards Greko
Gludā mehāniskā roka iegremdējas baseinā, kas izskatās kā pienaini pelēka tinte Carbon laboratorijā Redvudsitijā, Kalifornijā (skatiet sadaļu “50 gudrākie uzņēmumi 2017. gadā”). Melnā roka lēnām virzās uz augšu, izvelkot no vannas plastmasas kubu ar režģi. spīdīgs un pilošs ar tinti: liela mēroga kaula porainās struktūras modelis.
Džozefs DeSimons, Carbon izpilddirektors un līdzdibinātājs, raugās. Desimons, polimēru ķīmiķis, palīdzēja izgudrot šīs mašīnas, un viņam joprojām ir patīkami skatīties, kā tās darbojas. Tas ir 3-D drukas veids, taču tas tiek darīts jaunā veidā, kas ir ātrāks par iepriekšējām metodēm un darbojas ar daudziem citiem plastmasas veidiem. Veids, kā printeris milimetru pēc milimetra gludi izvelk objektu no piena šķidruma baseina, rada ilūziju, ka veidojas esoša struktūra. Faktiski šķidrums ir gaismas jutīgs prekursormateriāls; digitālais projektors nepārtraukti projicē ultravioleto gaismu uz režģa apakšējo daļu, kas ir pirmais no diviem soļiem, kas sacietē materiālu, veidojot plastmasas priekšmetu.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2017. gada jūlija numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Izmantojot savu procesu objektu ātrai drukāšanai ar augstas veiktspējas polimēriem, piemēram, poliuretāniem un epoksīdiem, četrus gadus vecais Carbon izmanto pieeju, kas būtiski atšķiras no citām 3-D drukāšanas metodēm, kas pa vienai noliek plastmasas slāņus. Tas ierobežo daudzu 3-D drukāto produktu kvalitāti, bet Carbon ražo objektu nepārtrauktā procesā, izvairoties no dažām tipiskām problēmām. DeSimone saka, ka viņa tehnoloģija ļauj Carbon ātri drukāt polimēru objektus, dažos gadījumos tūkstošiem reižu ātrāk nekā citi 3-D printeri, un izmantot plašāku materiālu klāstu, tostarp gumijai līdzīgus elastomērus un izturīgu, cietu plastmasu.
Adidas Futurecraft 4D ietver starpzoles, kas apdrukātas ar Carbon.
3-D drukāšanas tehnoloģija ir pieejama kopš 1980. gadiem; fanus ir ieintriģējis iespēja viegli ģenerēt objektus ar sarežģītām struktūrām, ko nevar izgatavot, izmantojot citas metodes, un personalizēt objektus, piemēram, medicīniskās ierīces vai apģērbu, tikpat viegli, kā dažādus attēlus var izdrukāt uz papīra. Tomēr divi izaicinājumi ir padarījuši 3-D drukāšanu par nišas tehnoloģiju: tās lēnais ātrums un ierobežotais materiālu klāsts, kuram tā ir piemērota. Nesen tādi uzņēmumi kā HP, kas pārdod 3-D printerus, lai izgatavotu augstas stiprības neilona detaļas, un Desktop Metal (skatiet 3-D printeris, kas beidzot varētu mainīt ražošanu), kuru iekārtā tiek izmantoti dažādi metālu sakausējumi, ir mēģinājuši izveidot šo tehnoloģiju. vairāk atbilst ražošanai, palielinot tās ātrumu un izmantojot rūpnieciski vēlamos materiālus. Ogleklis pievienojas šim arvien pārpildītajam laukam. Uzņēmums, ko atbalsta 222 miljoni ASV dolāru no investoriem, tostarp GE Ventures un Alphabet's Google Ventures, ir izveidojis procesu, ko tā sauc par digitālo gaismas sintēzi, nevis 3-D drukāšanu, tādējādi norādot uz savu jauno ķīmiju.
Carbon augošais maksājošo klientu saraksts, kas palielina uzticamību DeSimone apgalvojumam, ka 3-D drukāšana beidzot ir gatava pielāgotu detaļu masveida ražošanai. Apjoms un ātrums, ko varam sasniegt ar Carbon novatorisko digitālās gaismas sintēzi, ir bezprecedenta, saka Pols Gaudio, Adidas globālais radošais direktors. Tas ir gandrīz maģiski. Adidas izmēģināja citus 3-D printerus, cenšoties izgatavot pielāgotus apavus masu tirgum, taču neviens no tiem nevarēja darboties plašā mērogā. Tagad tā izmantos Carbon tehnoloģiju, lai ražotu elastomēra starpzoles sporta apaviem, sākot ar 5000 pāru šoruden un ziemā. Uzņēmums cer līdz 2021. gadam izdrukāt miljoniem apavu, tostarp pielāgotus modeļus. Citi klienti izmanto Carbon tehnoloģijas priekšrocības, lai drukātu elektrisko motociklu, serveru fermu un dzesēšanas sistēmu detaļas, kuras visas ir bijis grūti vai neiespējami izgatavot. ar citām metodēm.
Polimēru sajaukšana
Pirms Carbon dibināšanas 2013. gadā DeSimone vairāk nekā 20 gadus pavadīja kā polimēru ķīmiķis Ziemeļkarolīnas Universitātē. 2012. gadā, kad 3-D drukāšana kļuva populāra hakeru vidū, izmantojot galddatoru modeļus, viņš saņēma zvanu no Aleksa Ermoškina, bijušā studenta un zāļu piegādes uzņēmuma DeSimone darbinieka, kurš savu darbību sāka 2000. gadu sākumā. Ermoškins ieradās pie viņa ar biznesa ideju: vai viņš būtu ieinteresēts dibināt uzņēmumu, kas ražotu lētākus 3-D printerus?
DeSimone, kuram bija zināma pieredze ar šo tehnoloģiju, bija ieintriģēts. Viņš ieteica Ermoškinam veikt patentu meklēšanu, lai noskaidrotu, kas laukā trūkst. Ermoškins atrada daudz aprakstu par veidiem, kā drukāt trīsdimensiju objektus pa vienam slānim, daži izmantoja UV gaismu, lai savienotu ķīmiskos celtniecības blokus un sacietētu tos, veidojot polimērus. Stereolitogrāfija ir viena no oriģinālajām 3-D drukāšanas metodēm, taču to vienmēr ir ierobežojušas šādas UV starojumā cietināmas plastmasas īpašības, kas nav ietvērušas izturību vai elastību. Arī iegūtie produkti, kas veidojas slāņos, mēdza būt vāji. Stereolitogrāfija ir noderīga prototipu izgatavošanai, bet ne galīgajām daļām. Turklāt printeri darbojās ļoti lēni, lielu objektu izgatavošanai bija vajadzīgas stundas vai pat dienas.
Abi sāka domāt, kā bez apstājas drukāt. DeSimone stāsta, ka viņus iedvesmoja T-1000 humanoīda robota attēls, kas 1991. gada filmā paceļas no metāla šķidruma baseina, lai stāvētu uz divām kājām. Terminators 2: Tiesas diena. Sistēmā, ko iedomājās DeSimons un Ermoškins, printera svirai virzoties uz augšu, vannā tiktu projicēti gaismas raksti, piemēram, attēli filmas ekrānā. Gaismai sacietējot materiālu, objekts veidosies nepārtraukti.
Viens no sarežģītajiem uzdevumiem, kas komandai bija jāatrisina, bija tas, kā novērst priekšmetu pielipšanu vannas dibenam. DeSimone nāca klajā ar risinājumu: skābekli caurlaidīgu logu, kas izmanto to, ka šāda veida UV izraisītās reakcijas aptur skābeklis. Tā ir maza detaļa, bet kritiska.
Carbon materiālu viceprezidents Džeisons Rollands saka, ka uzņēmums ir koncentrējies uz UV starojumā cietināmo polimēru ierobežojumu pārvarēšanu, izstrādājot maisījumus, kas piedāvā plašu īpašību klāstu. Sistēma tagad var drukāt ar 12 materiālu klasēm — daži ir izturīgi, daži staipīgi vai slīdoši, daži spēj izturēt smagus svarus. Viens, cianāta esteris, kas var izturēt temperatūru līdz 231 °C, ir piemērots automobiļu un kosmosa detaļu izgatavošanai. Vēl viena klase, elastomēri, ietver Adidas izmantotos mīkstos materiālus. DeSimone paredz lietotņu veikalu sveķiem, no kura uzņēmuma klienti var pasūtīt, lai izdrukātu to, kas viņiem nepieciešams.
Mērogošana
Carbon strādāja ar Adidas pie 150 dažādām elastomēra iterācijām tā jaunajā kurpē, kurā izmantota apdrukāta starpzole ar režģa struktūru. Struktūras mehāniskās īpašības var pielāgot, mainot režģa caurumu un statņu modeli, tādējādi personalizējot masu mērogā.
Carbon vestibilā liels displejs parāda visu tā printeru darbības statusu gan uz vietas, gan ar klientiem. Uzņēmums pārdod ierīces ar abonēšanas modeli un pēc tam sadarbojas ar klientiem, lai izvēlētos pareizos materiālus un dizainu. Apmēram ik pēc sešām nedēļām Carbon izsūta programmatūras atjauninājumus, pamatojoties uz to, ko tas redz laukā — taktika, ko iedvesmojis Tesla, bijušais Carbon's inženieru viceprezidenta Kreiga Karlsona darba devējs. Carbon šobrīd izstrādā mašīnmācības programmatūru, lai palīdzētu radīt optimālu drukas dizainu un parametrus jebkuram konkrētam produktam. Mēs vēlamies redzēt problēmas pirms drukāšanas, saka DeSimone.