تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية النفاثة اللاصقة النفاثة من جونواي للطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين الطباعة ثلاثية الأبعاد 2.0

بعد ما يقرب من 40 عامًا من التطوير، أصبحت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أداة قوية للتصنيع المتقدم في الوقت الحاضر، مع إمكانات تطوير هائلة. وفقًا لإحصاءات بيانات Wholers، بلغ حجم السوق العالمية للطباعة ثلاثية الأبعاد 15.244 مليار دولار أمريكي في عام 2021، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 20.41 تيرابايت ثلاثي الأبعاد. وفقًا لإحصاءات بيانات تحالف صناعة التصنيع المضاف في الصين، بلغت إيرادات مؤسسات الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين 26.5 مليار يوان في عام 2021، بمتوسط معدل نمو سنوي يبلغ 301 تيرابايت ثلاثي الأبعاد، وهو أعلى من متوسط معدل النمو العالمي، مما يدل على اهتمام وإنجاز الدولة الكبيرة بتكنولوجيا التصنيع الجديدة.

يمكن ملاحظة أن معدل نمو السوق للطباعة ثلاثية الأبعاد مرتفع للغاية، وحجم الصناعة بأكملها ينمو عامًا بعد عام، ولكن بالمقارنة مع الصناعات الأخرى، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد صناعة صغيرة. والسبب في ذلك هو أن القيود الرئيسية على كفاءة الطباعة للطباعة ثلاثية الأبعاد وتكاليف المواد. على سبيل المثال، استناداً إلى "المسح النقطي" تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لطبقة مسحوق الليزر المنصهرة المعدنية المنصهرة بالليزر "المسح النقطي"، فإن تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد، والفضاء، والسيارات، والعسكرية، والقوالب، والمجالات الطبية وغيرها من المجالات من الكميات الصغيرة من تصنيع الأجزاء المعدنية الدقيقة لها العديد من التطبيقات، ولكن أيضا بالمقارنة مع تكنولوجيا التصنيع التقليدية لديها المزيد من المزايا، ولكن بالنسبة لمعظم المستخدمين الصناعيين، الطباعة ثلاثية الأبعاد للحصول على نطاق صناعي أكبر التطبيق، هناك حاجة ملحة لحل مشكلة "بطيئة ومكلفة".

Binder Jetting (Binder Jetting/3DP، المشار إليها فيما يلي باسم BJ) هي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد "مسح خطي" عالية الكفاءة ومنخفضة التكلفة، في وقت مبكر من عام 1993 ولدت في الولايات المتحدة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، نظرًا للعتبة الأعلى للعملية، فإن سلسلة الصناعة أطول بكثير، وعملية تطوير تقنية BJ متخلفة عن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر "المسح النقطي". تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر "المسح النقطي"، ولكن مع مزايا الكفاءة والتكلفة، فإن تقنية BJ مليئة بالطاقة. في السنوات الأخيرة، مع سلسلة من الاختراقات التكنولوجية في مجال الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد، وخاصة التطوير الناجح لتقنية الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد، حظيت مرة أخرى باهتمام واسع النطاق في الصناعة، والمعروفة باسم تقنية "المضاف 2.0". وفقًا لتقرير شركة SmarTech، بحلول عام 2030، ستحقق تقنيات الطباعة المعدنية غير المباشرة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد النفاثة الموثقة قيمة إنتاج تبلغ 54 مليار دولار أمريكي (حوالي 350 مليار يوان صيني).

على الصعيد الدولي، أكملت شركات ديسك توب ميتال وإتش بي وديجيتال ميتال وغيرها من الشركات في السنوات الخمس الماضية التطوير التقني لتكنولوجيا حقن المعادن BJ، لتحقيق درجة معينة من التصنيع والتطبيق. بدأت تكنولوجيا BJ المحلية في وقت لاحق، ولكن كدولة تصنيع، فإن طلب السوق الصيني على تكنولوجيا BJ أكثر إلحاحًا، خاصة من صناعة MIM (حقن حقن المعادن) للنماذج الأولية السريعة واحتياجات الإنتاج على دفعات صغيرة ومتوسطة الحجم. وفي هذا السياق، فإن التطور السريع لتكنولوجيا BJ المحلية. من المفهوم أن هناك العديد من الشركات المحلية التي تعمل في مجال حقن المعادن بالحقن في القوالب كمشروع بحثي، ومن بينها شركة بكين لونغيوان لأنظمة التشكيل الأوتوماتيكية المحدودة (الشركات التابعة لشركة SANDI، المشار إليها فيما يلي باسم "تشكيل لونغيوان").

أكملت شركة Longyuan Moulding، وهي شركة رائدة في مجال تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين، تطوير تكنولوجيا BJ المعدنية وأطلقت معدات AFS-J120 و AFS-J380 خلال الفترة 2018-2020. صُممت المعدات بنظام تغذية دقيق للمسحوق منخفض السيولة بحجم جسيمات صغير متكامل (5 ~ 15 ميكرومتر)، ونظام ضغط أسطوانة نشر المسحوق الجديد ونظام الطباعة بنفث الحبر عالي الدقة (1200 نقطة في البوصة)، والذي يمكن أن يحقق دقة طباعة ± 0.1 مم، وسرعة طباعة >3600 سم مكعب/ساعة وكثافة فارغة خضراء >55%، وقد وصلت المؤشرات الفنية ذات الصلة إلى المستوى المتقدم الدولي.

وعلى أساس هذه المعدات، نجحت شركة Longyuan Forming في تطوير سلسلة من تركيبات المواد الرابطة الخاصة ب BJ، والتي تناسب أكثر من 20 نوعًا من المواد المصفوفة، مثل السبائك القائمة على الحديد والسبائك المعدنية الخفيفة والزجاج العضوي والسيراميك وما إلى ذلك. أجرى الفريق بحثًا وتحليلاً منهجيًا للخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة الرابطة والتفاعل بين المادة الرابطة والمسحوق، ومن بينها المادة الرابطة ذات الأساس المائي التي تتميز بخصائص حماية البيئة الخضراء وانخفاض الكربون وبقايا الأكسجين في التلبيد، ويتم تطبيقها بتأثير جيد. عملية إزالة الشحوم والتلبيد هي عملية خلفية ضرورية لإكمال تصنيع معادن BJ. وقد وصلت خصائص إزالة الشحوم والتلبيد للمواد المعدنية ذات الصلة من BJ من تشكيل لونغيوان إلى معايير المواد الدولية لصناعة MIM، وشروط التطبيق الصناعي موجودة بالفعل.

تُعتبر تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية النفاثة الموثقة واحدة من أفضل الطرق لتحقيق الإنتاج الضخم للطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية نظرًا لكفاءتها العالية في الطباعة وانخفاض تكلفة المواد، والمعدات الفعالة من حيث التكلفة، وعدم وجود دعم إضافي، وملاءمتها للإنتاج على دفعات، وما إلى ذلك. تخطيط هذا المجال هو أيضًا تنفيذ مفهوم التطوير الخاص بها "المنصة + البيئة" استنادًا إلى التكنولوجيا الأساسية للطباعة ثلاثية الأبعاد. يعتمد تخطيط شركة لونغيوان للقولبة في هذا المجال أيضًا على التكنولوجيا الأساسية للطباعة ثلاثية الأبعاد، لإنشاء مفهوم تطوير "المنصة + البيئة" للممارسة.