Affiliation:
1. N.D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation
Abstract
Технологии аддитивного производства (или 3D-печать) стали мощным инструментом создания разнообразных объектов, постепенно приводя к смене парадигмы процессов исследования и производства в разных отраслях. Применение аддитивных технологий в химии позволяют реализовать цифровой дизайн и изготовление реакторов сложной топологии. Однако преимущества этих технологий могут быть снижены или сведены к нулю использованием неоптимальных параметров печати или некачественных материалов, что приводит к появлению дефектов, существенно ухудшающих качество и функциональность получаемых продуктов. Отсутствие понимания процессов формирования дефектов не позволяет разработать эффективные методы их предотвращения. В данном обзоре представлен подробный анализ причин возникновения дефектов при создании изделий методом послойного наплавления термопластов — одном из наиболее распространенных методов 3D-печати. Дефекты классифицированы по нескольким ключевым характеристикам, включая размер, тип, способ возникновения и местоположение. Приводится описание каждого дефекта, основные причины его появления, влияние на свойства напечатанных изделий и способы предотвращения его формирования. Анализируется взаимосвязь процесса образования дефектов со свойствами материала, параметрами печати и динамикой нагревания/охлаждения. Приведенная классификация имеет важное практическое значение, обеспечивая основу для разработки стратегии минимизации дефектов и повышения качества 3D-печатной продукции. Настоящий обзор ориентирован на широкую аудиторию, включая исследователей, изучающих химические процессы и технологии аддитивного производства, инженеров 3D-печати, операторов 3D-принтеров и специалистов по контролю качества продукции. Показана острая необходимость разработки в ближайшем будущем передовых моделей машинного обучения и искусственного интеллекта, способных прогнозировать образование дефектов на основе заданных параметров печати и свойств материала. Целью будущих исследований также должно стать создание новых материалов и совершенствование параметров печати для достижения превосходного качества 3D-печатной продукции. В данном обзоре впервые проводится классификация дефектов, анализ причин их возникновения и, как результат, перечисляются методы их устранения в экструзионной 3D-печати.<br> Библиография — 180 ссылок.
Publisher
Autonomous Non-profit Organization Editorial Board of the journal Uspekhi Khimii
Reference180 articles.
1. 3D Printing Materials for Soft Robotics
2. Additive manufacturing materials, methods and applications: A review
3. Fabrication of Smart Components by 3D Printing and Laser-Scribing Technologies
4. Scope of 3D printing in manufacturing industries-A review
5. B.Huang, X.Wang, W.Li, W.Tian, L.Luo, X.Sun, G.Wang, L.Zhuang, L.Xiao. Angew. Chem., Int. Ed., e202304230 (2023)