3D-технології

Наскільки точно працює 3D-друк?

Наскільки точно працює 3D-друк?

3D-друк - це універсальний метод виробництва та швидкого створення прототипів. Протягом останніх декількох десятиліть він хвилюється у багатьох галузях світу.

3D-друк є частиною сімейства технологій виробництва, що називається адитивним виробництвом. Це описує створення об’єкта шляхом додавання матеріалу до об’єкта шар за шаром. Протягом своєї історії виробництво добавок носило різні назви, включаючи стереолітографію, 3D-шарування та 3D-друк, але 3D-друк є найбільш відомим.

То як працюють 3D-принтери?

ПОВ’ЯЗАНІ: ЗАПОЧНІТЬ ВЛАСНИЙ БІЗНЕС ДРУКУВАННЯ: 11 ЦІКАВИХ СПРАВ КОМПАНІЙ З ВИКОРИСТАННЯМ ДРУКУ

Як працює 3D-принтер?

Процес тривимірного друку починається з виготовлення графічної моделі об’єкта для друку. Зазвичай вони розробляються з використанням програмних пакетів автоматизованого проектування (CAD), і це може бути найбільш трудомісткою частиною процесу. Для цього використовуються програми TinkerCAD, Fusion360 та Sketchup.

Для складних виробів ці моделі часто ретельно перевіряються під час моделювання на предмет можливих дефектів кінцевого продукту. Звичайно, якщо об’єкт для друку суто декоративний, це менш важливо.

Однією з головних переваг 3D-друку є те, що вона дозволяє швидко прототипувати майже все. Єдине реальне обмеження - ваша фантазія.

Насправді є деякі об'єкти, які є занадто складними, щоб їх можна було створити в більш традиційних процесах виробництва або прототипування, таких як фрезерування чи лиття з ЧПУ. Це також набагато дешевше, ніж багато інших традиційних методів виробництва.

Після проектування наступним етапом є нарізка моделі цифровим способом, щоб отримати її для друку. Це життєво важливий крок, оскільки 3D-принтер не може концептуалізувати 3D-модель так само, як ви або я. Процес нарізки розбиває модель на багато шарів. Потім дизайн для кожного шару надсилається на головку принтера для друку або складання в порядку.

Процес нарізки зазвичай завершується за допомогою спеціальної програми для нарізки, наприклад CraftWare або Astroprint. Це програмне забезпечення для нарізки також буде обробляти "заливку" моделі, створюючи решітчасту структуру всередині суцільної моделі для додаткової стабільності, якщо потрібно.

Це також є сферою, де 3D-принтери перевершують. Вони здатні друкувати дуже міцні матеріали з дуже низькою щільністю завдяки стратегічному додаванню кишень повітря всередині кінцевого продукту.

Програмне забезпечення для нарізки також додасть у стовпці підтримки, де це необхідно. Вони потрібні, оскільки пластик не можна класти на повітрі, а колони допомагають принтеру заповнити прогалини. Потім ці стовпці згодом видаляються, якщо це необхідно.

Після того, як програма зрізу зробить свою магію, дані надсилаються на принтер для завершального етапу.

Звідси сам приймає на себе 3D-принтер. Він почне роздруковувати модель відповідно до конкретних вказівок програми для різання з використанням різних методів, залежно від типу використовуваного принтера. Наприклад, для прямого 3D-друку використовується технологія, подібна до струменевої, при якій сопла рухаються вперед-назад, вгору-вниз, розподіляючи густий віск або полімерні полімери, які застигають, утворюючи кожен новий поперечний переріз 3D-об'єкта. Багатоструменеве моделювання використовує десятки струменів, що працюють одночасно, для більш швидкого моделювання.

При зшивальному 3D-друку на струменевих насадках застосовується дрібний сухий порошок та рідкий клей, або сполучна речовина, які поєднуються для утворення кожного друкованого шару. Принтери для підшивки роблять два проходи для формування кожного шару. Перший прохід наносить тонке покриття порошку, а другий прохід використовує форсунки для нанесення сполучного.

При фотополімеризації краплі рідкого пластику піддаються дії лазерного променя ультрафіолетового світла, який перетворює рідину в тверду речовину.

Спікання - це ще одна технологія тривимірного друку, яка передбачає плавлення і сплавлення частинок для друку кожного наступного шару. Пов’язане селективне лазерне спікання покладається на лазер для розплавлення вогнезахисного пластикового порошку, який потім твердне, утворюючи друкований шар. Також спікання можна використовувати для побудови металевих предметів.

Процес 3D може зайняти години або навіть дні, залежно від розміру та складності проекту.

"У галузі є деякі швидкі технології, що спричиняють бризки, наприклад Carbon M1, який використовує лазери, розстріляні в шар рідини, і витягує з них друк, значно прискорюючи процес. Але таких типів принтерів у рази більше складно, набагато дорожче, і поки що працювати лише з пластиком ". - howtogeek.com.

Незалежно від того, який тип 3D-принтера використовується, загальний процес друку зазвичай однаковий.

  • Крок 1: Створіть 3D-модель за допомогою програмного забезпечення САПР.
  • Крок 2: Креслення САПР перетворюється у стандартний формат мови тесселяції (STL). Більшість 3D-принтерів використовують файли STL на додаток до інших типів файлів, таких як ZPR та ObjDF.
  • Крок 3: Файл STL передається на комп'ютер, який керує 3D-принтером. Там користувач визначає розмір та орієнтацію для друку.
  • Крок 4: Налаштований сам 3D-принтер. Кожна машина має свої власні вимоги до налаштування, наприклад, заповнення полімерів, в'яжучих та інших витратних матеріалів, які буде використовувати принтер.
  • Крок 5: Запустіть машину і дочекайтеся завершення збірки. Протягом цього часу машину слід регулярно перевіряти, щоб переконатися у відсутності помилок.
  • Крок 6: Друкований об'єкт виймається з апарата.
  • Крок 7: Останній крок - подальша обробка. Багато 3D-принтерів вимагають певного типу подальшої обробки, наприклад, видалення залишків порошку або промивання надрукованого предмета для видалення водорозчинних опор. Новий предмет також може потребувати затвердіння.

Що може зробити 3D-принтер?

Як ми вже бачили, 3D-принтери неймовірно універсальні. Теоретично вони можуть створити майже все, про що ви можете подумати.

Але вони обмежені видами матеріалів, які вони можуть використовувати для «чорнила», та своїм розміром. Для дуже великих об’єктів, скажімо, будинку, вам потрібно буде надрукувати окремі фрагменти - або використовувати дуже великий 3D-принтер

3D-принтери здатні друкувати в пластиці, бетоні, металі та навіть клітинах тварин. Але більшість принтерів призначені для використання лише одного типу матеріалів.

Деякі цікаві приклади об’єктів, надрукованих на 3D, включають, але не обмежуючись ними:

  • Протези кінцівок та інших частин тіла
  • Будинки та інші будівлі
  • Їжа
  • Ліки
  • Вогнепальна зброя
  • Рідкі структури
  • Вироби зі скла
  • Акрилові предмети
  • Кінореквізит
  • Музичних інструментів
  • Одяг
  • Медичні моделі та прилади

3D-друк, очевидно, має застосування в багатьох галузях промисловості.

Які існують типи програм для 3D-друку?

Різне програмне забезпечення САПР використовуватиме різноманітні формати файлів, але найпоширенішими є:

  • STL - Стандартна мова теселяції, або STL - це формат 3D-рендерингу, який зазвичай може обробляти лише один колір. Зазвичай це формат файлів, який використовують більшість настільних 3D-принтерів.
  • VRML - Мова моделювання віртуальної реальності, файл VRML є новішим форматом файлу. Вони, як правило, використовуються для принтерів з більш ніж одним екструдером і можуть обробляти різнокольорові моделі.
  • AMF - Формат файлу Additive Manufacturing, це відкритий стандарт для 3D-друку на основі .xml. Він також може підтримувати кілька кольорів.
  • GCode - GCode - це ще один формат файлу, який може містити докладні інструкції для 3D-принтера, яких слід дотримуватися для складання кожного фрагмента.
  • Інші формати - Інші виробники 3D-принтерів також мають власні власні формати файлів.

Які переваги 3D-друку?

Як ми вже торкалися вище, 3D-друк може мати різні переваги перед традиційними виробничими процесами, такими як лиття під тиском або фрезерування з ЧПУ.

3D-друк - це адитивний процес, а не віднімання, як фрезерування з ЧПУ. 3D-друк створює речі пошарово, тоді як пізніше поступово видаляє матеріал із цілісного блоку, створюючи продукт. Це означає, що в деяких випадках 3D-друк може бути більш економічно ефективним, ніж ЧПУ.

Інший приклад традиційних виробничих процесів, лиття під тиском, чудово підходить для виготовлення великої кількості предметів у великих обсягах. Хоча його можна використовувати для створення прототипів, лиття під тиском найкраще підходить для масового масового виробництва затвердженого дизайну продукту. Однак 3D-друк краще підходить для дрібносерійних, обмежених виробничих циклів або створення прототипів.

Залежно від використання, є деякі інші переваги 3D-друку перед іншими виробничими процесами. До них належать, але не обмежуються:

  • Швидше виробництво - Хоча часом повільний, 3D-друк може бути швидшим, ніж деякі звичайні процеси, такі як лиття під тиском та субтрактивне виробництво.
  • Легко доступний - 3D-друк існує вже декілька десятиліть, і вибухнув приблизно з 2010 року. Зараз доступно широкий вибір принтерів та програмних пакетів (багато з відкритим кодом), що дозволяє майже кожному навчитися це робити.
  • Продукція кращої якості - 3D-друк забезпечує стабільну якість продукції. Поки модель є точною та придатною для призначення та використовується принтер одного типу, кінцевий продукт, як правило, завжди буде однакової якості.
  • Відмінно підходить для дизайну та тестування продуктів - 3D-друк - один з найкращих інструментів для проектування та тестування продукції. Він пропонує можливості для проектування та тестування моделей, що дозволяє легко вдосконалювати їх.
  • Економічно ефективним - 3D-друк, як ми вже бачили, може бути економічно ефективним способом виробництва. Після створення моделі процес зазвичай автоматизується, і відходи сировини, як правило, обмежуються.
  • Дизайн продукції майже нескінченний - Можливості 3D-друку майже безмежні. Поки він може бути розроблений у САПР, а принтер достатньо великий для його друку, небо - це межа.
  • 3D-принтери можуть друкувати з використанням різних матеріалів - Деякі 3D-принтери насправді можуть поєднувати або перемикатися між матеріалами. У традиційному друку це може бути складно і дорого.


Перегляньте відео: Печать неразборной металлической цепи на 3D SLM принтере (Вересень 2021).