В мире современного производства 3D печать добавляет уникальные функциональные возможности к различным продуктам. Например, способность создавать сложные геометрии позволяет инженерам встраивать датчики, микросхемы, метки и другую электронику в объекты, что ведет к улучшению существующих решений. Вот самые распространенные из них.

Печать беспилотников.

Сингапурский центр 3D печати NTU (SC3DP) и Stratasys совместно разработали беспилотник со встроенной электроникой еще в 2016 году. Одним из препятствий внедрения было обеспечение выживания умной начинки в процессе, ведь там обычно очень жарко. Поскольку сам квадрокоптер был напечатан из высокотемпературного материала ULTEM, проблема с нагревом еще больше обострилась. Ребятам пришлось добавить некоторые жаропрочные модификации компонентов, чтобы обеспечить их долговечность. Печать заняла всего 14 часов и потребовала всего три паузы, чтобы поместить электронику в корпус устройства. После этого были добавлены только двигатели и пропеллеры. Созданный таким образом БПЛА получился невероятно легким и способным выдержать 60 кг нагрузки на шасси.

Мониторинг.

Встраивание датчиков в напечатанные детали позволяет осуществлять двустороннюю связь с устройствами. Этот метод создания интеллектуальных машин имеет большой потенциал для различных отраслей, где требуется удаленный мониторинг. Возможность отслеживать показатели производительности и возможности машин особенно полезна в отраслях с тяжелым проектированием и техническим обслуживанием, например, в военно-морских лабораториях США, где инженеры работают над датчиками, которые могут обнаруживать изменения в производительности или даже предупреждать о необходимости ремонта.

Также подобные датчики могли бы послужить отличной основой для контроля давления, температуры и теплового потока в топливных системах ракет. Как правило, они крепятся к внешней стороне труб, что ограничивает их точность, в то время как 3д печать позволяет размещать их прямо в стенках (система ультразвукового аддитивного производства Fabrisonic (UAM) использовалась для встраивания датчиков в металлические трубы).


Автомобилестроение.

Встраивая датчики и чипы NFC в детали, инженеры могут отслеживать и сканировать их с помощью мобильного устройства. В результате изделия легко идентифицируются и могут предоставить полезную информацию. BigRep уже планирует будущие проекты с датчиками, которые показывают состояние машины, запускают проверки технического обслуживания или перечисляют информацию о требующих замены деталях.

Медицина.

Исследователи используют проводящие чернила не только для простого встраивания датчиков, изготовленных традиционным способом, в детали для 3D печати, но и для непосредственного нанесения изображений на объекты. Команда из Института Висса и Гарварда SEAS напечатала схемы на пальцах руки мягкой робототехники, чтобы она могла «чувствовать» давление, температуру и движение. Хотя это было бы большим обновлением для многих роботизированных систем, оно также значительно улучшило бы протезы.

Интернет вещей растет с каждым днем и 3D печать является важной частью этой связанной экосистемы. Сочетание сложной геометрии и изготовления из нескольких материалов делает 3D технологии идеальным способом изготовления встроенной электроники и датчиков, поэтому ожидайте увидеть еще больше вариантов использования, подобных тем, что описаны в нашей статье.