Sarf malzemeleri yeterli değil, yazdırın mı? 3D baskı salgında kurtarıcı oluyor
Dünyada yeni taç salgınının sürekli yayılmasıyla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri ve İtalya da dahil olmak üzere çok etkilenen birçok bölge, test için maske, vantilatör ve burun ve boğaz swabları gibi sağlık ve tıbbi malzeme sıkıntısı yaşamıştır. Talep zaten yetersiz.
Kritik anlarda, 3D baskı teknolojisi hayat kurtaran bir silah haline geldi. Geçen hafta, Güney Florida Üniversitesi, Harvard Üniversitesi, Stanford Üniversitesi ve diğer kurumlardan oluşan bir ittifak, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ile 3D baskılı test numunelerinin üretimi için genel yönergeler geliştirmek üzere görüşmeler yaptıklarını duyurdu. Aynı zamanda, Massachusetts, Somerville merkezli bir 3D baskı teknolojisi geliştiricisi ve üreticisi olan Formlabs, yeni koronavirüs testleri için burun swabları üretmek üzere Ohio fabrikasına 250 yazıcı yatıracak.
Yeni koronavirüs testi için kullanılan 3 boyutlu yazdırılmış burun swabları
Resim kaynağı: Formlabs
aslında, 3D baskı, Çin'in yeni taç salgınına karşı mücadelesine de katkıda bulundu . Şangay'daki bir teknoloji şirketi, Hubei'ye yardım etmek için izolasyon koğuşunu "yazdırmak" için 3D baskı teknolojisini kullandı. Hunan'daki bir grup, salgınla savaşmaya yardımcı olacak bir dizi tıbbi gözlük üretmek için 3D teknolojisini kullandı. Ağırlıkları, sıradan gözlüklerin yalnızca dörtte üçü kadardır ve kişisel yüz verilerine göre de özelleştirilebilir.
3D teknolojisi "baskılı" izolasyon bölümü
Resim kaynağı: Chinanews
3D baskı teknolojisinin hızlı gelişimi, insanların şu soruyu sormasına neden oluyor: "Sizin" yapamayacağınız büyülü 3D baskı nedir?
Bölüm 1
3D baskı uzun zamandır doğdu
3D baskı yeni bir şey değil, selefi Hızlı prototipleme , 1980'lerde endüstriyel tasarım ve üretim sürecine uygulanmıştır. Şu anda ortak kullanımda olan 3B baskı teknolojileri temelde o dönemde geliştirilmiştir. Bunun yerine, 3D baskı adı geç geldi. 1995 yılına kadar, iki MIT mezunu, Jim Bredt ve Tim Anderson, "3D baskı" kavramını ilk kez önerdi.
Birçok çeşit 3B baskı teknolojisi olmasına rağmen fikirler aynıdır.Teknik terime "Dağıtık Malzeme Üretimi" . Herkesin kolayca anlayabileceği bir örnek vermek gerekirse: bir kişinin bir dolap inşa etmesi uzun zaman alır, hızlandırmak istiyorsanız insan gücünü arttırmanız gerekir, ancak insan sayısı sabitse, üretim hızını artırmak için ne yapılabilir? Bu, bir blok yığını yapmak ve ardından blokları belirli bir şekilde istifleyecek birini bulmak ve ardından talimatları okuyabilmesi şartıyla bunları yapıştırmaktır.
Resim kaynağı: veer galerisi
Bölüm 2
3D baskı benzersizdir
Geleneksel işleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, 3D baskının birçok benzersiz özelliği vardır.
Geleneksel damgalama yöntemlerini kullanarak küçük bir araba parçası üretmek için birkaç adımdan bahsedeyim. Her şeyden önce, damgalama için bir kalıp olmalı. Bu kalıp, parçanın şeklini belirleyen bir ay pastası baskısı gibidir. Genel olarak, yüksek sertlik ve iyi tokluğa sahip özel kalıp çeliğinden yapılır. Kalıp bir üst kalıp ve bir alt kalıp olmak üzere ikiye ayrılır Üst kalıp bir prese takılır ve alt kalıp yüksek hızda preslenebilir. İşlenecek malzeme ay keki yapmak için kullanılan hamur gibidir.Böyle bir anda bastırıldıktan sonra kalıp şekline dönüşür, daha sonra torna ile fazla kısım çıkarılır ve parçanın tamamlanması için taşlama, parlatma gibi mekanik işlemler yapılır.
Damgalama işlemi ile yapılan küçük araba parçaları
(Fotoğraf kaynağı: Nagoya Toyota Müzesi Anıtı)
Aynı parçaları yapmak için 3B baskının rutini nedir? Öncelikle, parçanın tasarım çizimini bilgisayarda çizin ve ardından tasarım verilerini 3D yazıcıya aktarın ve parçayı üretmeye başlayabilirsiniz.
Örnek olarak erimiş bir biriktirme 3D yazıcıyı ele alalım. Önceden hazırlanmış plastik ve parafin gibi düşük erime noktalı tel malzemeleri, 3D yazıcının nozulu tarafından ısıtılır ve ardından çıkarılır. Nozullar, bilgisayarın kontrolü altında, boşlukta alttan yükseğe doğru katman katman çekilir ve son olarak parçalar, temelde herhangi bir son işlem olmaksızın oluşturulur.
Solda: Plastik kaynaşmış biriktirme tipine sahip düşük kaliteli endüstriyel bir 3D yazıcı, beyaz bobin plastik hammaddedir
Sağda: Yazıcının yazıcı kafasının yakından görünümü, çift baskı kafası tasarımı, aynı anda iki farklı plastiği yazdırabilir
Resim kaynağı: Baidu Resimleri
Yukarıdaki örnek, 3D baskının en önemli iki özelliğini açıkça yansıtmıştır. Her şeyden önce, 3D baskı, bilgisayar destekli tasarımdan (CAD) ve bilgisayar destekli üretimden (CAM) ayrılamaz , Herhangi bir 3D baskılı parça, yaşam sürecine bilgisayar tasarım çizimlerinden başlamalıdır. Önceden yalnızca çizimler varsa ve doğrudan bilgisayar tarafından kullanılabilecek modelleme verileri yoksa, tasarım çizimini çizmek için model bilgisayarda yeniden oluşturulmalıdır.
İkincisi, 3D baskı, eklemeli bir üretim teknolojisidir Diğer bir deyişle, geleneksel torna tezgahı işleme ve diğer eksiltici üretim teknolojilerinin aksine, ürünler doğrudan uzaydaki hammaddelerden istiflenir. Bir torna tezgahında işleme, taş oymacılığına benzetilebilir ve nihai çalışma, orijinal kaba taştan çok daha az değildir.
Öte yandan, 3 boyutlu baskı bir kil heykel gibidir.Görüntüyü şekillendiren bileşenler sürekli olarak üst üste bindirilir.Son çalışma, orijinal kil embriyodan sadece çok daha fazlasıdır. Diğer öncekilerden çok farklı olan bu iki özellik sayesinde, 3 boyutlu baskının mekanik imalat teknolojisinin dövüş sanatlarında tek başına durması şaşırtıcı değildir.
Bölüm 3
3D baskı teknolojisi, biyolojik malzemeler de basılabilir
3D baskı teknolojisinin doğumundan sonra, insanlar sınırlı kaynak nakledilen organ sorununu çözmek için onu icat etti. 3D biyo-baskı . Çünkü mevcut tıbbi yöntemlerde bir organın kazanılması, başka bir kişinin organlarının kaybına dayanmaktadır ve kaybedilen aktif veya pasif organ sayısı gerekli organların çok daha azdır. Mevcut baskı teknolojisine dayanan 3B biyo yazıcı, canlı doku katmanlarını katman katman oluşturmak için hücreler ve büyüme faktörleri gibi aktif bileşenleri birleştirebilen biyolojik malzemeler kullanır.
3D biyo-baskı süreci
(Resim kaynağı: Baidu Resimleri)
2009'un sonunda Organovo, bir 3D biyo yazıcının ilk prototipini üretti. Araştırmacılar, baskı için kemik iliği, yağ ve diğer dokulardan veya sıvı materyaldeki farklı aktif faktörlerden ekstrakte edilen kök hücreleri birleştirir ve baskı kafası aracılığıyla sıvıyı alıcı platform üzerine belirli bir modelde basarlar. Baskı kafası bir katmanı her yazdırdığında, bir katman yüksekliği ölçeğini yükseltir ve ardından bir sonraki desen katmanının basımını başlatır, böylece kademeli olarak yapay doku oluşumunu gerçekleştirir.Bu süreç, endüstriyel uygulamalardaki sıradan 3D baskının model üretimine benzer.
3D baskı, diğer biyolojik alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Şimdi, 3D baskı teknolojisi tıbbi titanyum alaşımlı yapay kemiklerde ve yapay eklemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. İlk olarak, CT veya MRI gibi görüntüleme teknikleriyle hastanın vücudunun kesin üç boyutlu yapısını elde edin ve ardından verileri işlemek ve kişiselleştirilmiş tasarımı tamamlamak için bilgisayarı kullanın. Bundan sonra, hastalar için tedavi kalitesini büyük ölçüde artıran benzersiz ve özel yapay kemik oluşturmak için 3D baskı kullanıldı.
2017 yılında, Northwestern Üniversitesi'ndeki bir araştırma grubu, jelatini yumurtalık dokusuna benzer bir yapıya basmak için 3D baskı teknolojisini kullandı. Daha sonra farelerden çıkarılan foliküller ve hormon üreten hücreler, 3D baskılı yapay yumurtalık dokusu elde etmek için bu jelatin iskelete yerleştirilir. Yapay yumurtalık, yumurtalıkların çıkarıldığı farelere nakledildikten sonra, tamamen işlevsel bir yumurtalık özelliği gösterdi ve normal bir şekilde yumurtlayabildi ve fareler birden fazla nesil çoğaltıldıktan sonra yavrularda herhangi bir anormallik görülmedi.
Bilim adamı, forseps ile jel benzeri bir fare yumurtalık biyoprotezi tutuyor
Resim kaynağı: Yangguang Network
Yapay olarak doku veya organ üretme nihai insan hayalinden hala uzak olsa da, 3D baskı öncü bir adım atmamıza yardımcı oldu.
3D baskı ile gelecek beklenebilir.
Yapımcı: Popüler Bilim Çin
Yapım: Osaka Üniversitesi
Yapımcı: Bilgisayar Ağı Bilgi Merkezi, Çin Bilimler Akademisi
(Bu maddede belirtilen görsellere yetki verilmiştir)
Makale yalnızca yazarın bakış açısını temsil ediyor ve Çindeki Popüler Bilim Fuarının konumunu temsil etmiyor
Bu makale ilk olarak China Science Popularization Expo'da (kepubolan) yayınlandı, lütfen resmi hesabın kaynağını belirtin
Kaynak: China Science Expo
Yayıncı: GUOmazing
Görüntülemek için başlığa tıklayın
1. Fizik yasaları size şunu söylüyor: İtiraf çok büyük bir kayıp olabilir ve ayrıldıktan sonra kan kazanmanız gerekir
2. Şok! Dün diktiğiniz süpürge NASA'yı gerçekten endişelendirdi
3. Alkol ve 84 dezenfektan birlikte kullanılabilir mi?
4. Tek kullanımlık tıbbi maskeler nasıl yapılır? Nasıl dezenfekte edilir?
5. Matematik eğlencelidir Bu dev takım, matematik ve fen alanlarında bir grup doktorla birlikte sahayı taradı.
6. "Sıcaklık ölçme tabancası" sıcaklığınızı nasıl ölçer?
7. 0 derece su ile 100 derece su karıştırılarak 50 derece su elde edilebilir mi?
8. İnsanlar neden öpüşmeyi sever?
9. Virüs nereden geliyor?
10. İlk görüşte aşk güvenilir midir?
