Kiel funkcias 3D-presado?

Unu aldona fabrikada metodo estas 3D-presado. Ĝi estas "aldonaĵo" ĉar ĝi simple stakigas kaj kunfandis tavolojn de materialo por krei faktajn objektojn anstataŭe de bezonado de bloko el materialo aŭ ŝimo. Ĝi povas konstrui pli komplikajn geometriojn ol "konvenciaj" teknologioj, ofte estas rapida, havas malmultekostajn fiksajn aranĝkostojn, kaj funkcias kun ĉiam kreskanta gamo da materialoj. La inĝenieristiksektoro faras grandan uzon de ĝi, precipe dum prototipado kaj evoluigado de malpezaj geometrioj.

Aldona fabrikado kaj 3D presado

La esprimo "3D-presado" estas ofte ligita al fabrikista kulturo, amatoroj kaj entuziasmuloj, labortablaj presiloj, alireblaj presaj teknikoj kiel FDM kaj malmultekostaj materialoj kiel ABS kaj PLA. Ĉi tio estas parte pro la pageblaj labortablaj presiloj kiuj eliris el la RepRap-movado, kiel ekzemple la origina MakerBot kaj Ultimaker, kiuj kontribuis al la demokratiigo de 3D-presado kaj la 2009-datita 3D-presa ekprospero.

3D Presa Teknologio: La Estonteco de Noviga Fabrikado

3Dpresadohistorio

3D presaj konceptoproduktoj komenciĝis en la 1970-aj jaroj. En 1981, japana sciencisto D-ro Kodama, kiu estis la unua kiu priskribis la tavolon-post-tavolan presan fabrikan metodon, provis 3D-presadon, kaj persone kreis la SLA (stereolitografio) 3D-presa teknologio-fotosentema rezino polimerigita per transviola lumo.

Kelkajn jarojn poste, amerika sciencisto Charles Hull ankaŭ faris profundan esploradon pri la teknologio de SLA, kaj prezentis la unuan patenton de SLA en 1986. Fondis 3D Systems kaj publikigis sian unuan komercan produkton, la SLA-1, en 1988. (bildo malsupre)

Oni povas diri, ke SLA estas la plej frue evoluinta 3D-presa teknologio, do kiam SLS (Selective Laser Sintering) kaj FDM (Fused Deposition Modeling) poste faris

En 1988, amerika Carl Deckard patentis SLS-teknologion ĉe la Universitato de Teksaso, kiu estas alia 3D-presa tekniko en kiu lasero loke kunfandas pulvorpartiklojn por presi. En la sama jaro, Scott Crump, unu el la fondintoj de Stratasys, petis pri patento por kunfandita demetmodeligado (FDM). De 1980 ĝis 1990, la tri ĉefaj teknologioj de 3D presado estis ĉiuj patentitaj, markante la komencon de periodo de rapida evoluo en ĉi tiu industrio. .

En Eŭropo, EOS GmbH kreis dezajnosistemon por 3D presado: la Stereos". Hodiaŭ, ĝiaj 3D presitaj modeloj en la industria sektoro estas uzataj tutmonde por SLS 3D presa teknologio (Selective Laser Sintering) por plastoj kaj metaloj rekonitaj en.

En 1992, la patento pri 3D-presa teknologio de FDM (Fused Deposition Modeling) estis rajtigita de Stratasys, kiu evoluigis 3D-presilojn por renkonti la malsamajn bezonojn de multaj profesiuloj kaj individuoj.

De 1993 ĝis 1999, diversaj teknologioj aperis en la 3D presa industrio. En la sama tempo, pli kaj pli da novaj CAD-softvaro, kaj 3D-modeliga softvaro estis evoluigitaj, ekzemple, Sanders Prototype (nun nomita Solidscape) kiu estis unu el la unuaj partoprenantoj kreitaj.

3D presanta plurkampajn aplikojn

En 2008, aperis la unua 3D-presita prostetiko, kiu plue pliigis la parton de 3D-presado en la amaskomunikilaro. Homoj trovis, ke 3D-presado povas ne nur presi tradiciajn partojn, sed ankaŭ esti aplikata al riparo de homa korpo. Ĉi tiu mirinda medicina 3D presa projekto kombinas ĉiujn partojn de biologia membro kaj povas esti presita "kiel estas" sen ia posta asembleo. Hodiaŭ, kombinitaj kun 3D-skanado, 3D presitaj medicinaj protezoj kaj ortotiko fariĝas pli malmultekostaj kaj pli rapide por plenumi la bezonojn de pacientoj. Krome, ĉi tiuj protezoj estas ĉiam pli optimumigitaj kaj adaptitaj al la morfologio de la paciento. 3D presado alportas novajn ŝancojn por amasa personigo. (aldonu bildon)

2009 estis la jaro, kiam FDM-patentoj eniris la amaskonsuman kampon, kiu malfermis novan vojon por ampleksa novigado de FDM 3D-printiloj. Ĉar la prezo de labortablaj 3D-presiloj malpliiĝis, pli kaj pli da homoj povis atenti la evoluon de la 3D-presa industrio.

En 2013, usona prezidento Barack Obama menciis 3D-presadon en sia parolado pri Ŝtato de la Unio kiel la ĉefan produktan manieron de la estonteco, igante "3D-presadon" absolutan vorton. Nun, ĝia loko en la publika menso estas tre elstara. Pli kaj pli da malgrandaj kaj mezgrandaj kompanioj profitas de la malmultekosta prototipado provizita de 3D-presado, plene integrante ĝin en siaj ripetado, novigado kaj produktadprocezoj.

3D presa konceptaŭto

Koncerne konstruaplikojn, 3D presitaj domoj nun estas realaĵo. Homoj translokiĝis en 3D presitajn domojn por la unua fojo en 2018. La domo havas areon de 1022 kvadrataj futoj, kio estas tre loĝebla. Entute bezonis du tagoj por presi.

La klasifika sistemo de 3D-presado pri la similecoj kaj diferencoj inter fabrikado kaj 3D-presado

Prenu la kavigitan pilkon kiel ekzemplon. Estas pli ol dekduo da floroj sur la surfaco. Se ĝi estas prilaborita per tradicia maŝinado, ĝi estos tre ĝena, kaj la ŝablonoj devas esti modifitaj unu post alia. Kaj se vi elektas 3D-presadon, ne estas malŝparo de materialo, do ĝi ankaŭ havas nomon nomatan aldona fabrikado, kio signifas, ke la metodo de iom post iom amasigi materialojn estas uzata por fabriki fizikajn partojn. La tradicia metodo estas fari la embrion unue, poste forigi la troan materialon, kaj la restanta materialo estas la bezonata formo. Se problemo estas detektita, necesas malfermi muldilon kaj modifi ĝin; dum 3D presado uzas iom post iom materialan amasiĝon, vi povas rapide vidi la pretan produkton.

Realigo de 3D-presa teknologio

3D presa teknologio estas aplikata al industria produktado. Kion 3D-presado bezonas uzi ne estas la fizika objekto, sed la cifereca modelo. Se vi volas 3D presi la realan objekton antaŭ vi, tiam vi devas uzi komputilon por modeligi ĝin, aŭ uzi 3D-skanilon por ciferecigi la realan objekton, tio estas, 3D-modelon, kaj vi povas presi aferojn en nur dek kvin minutoj. Nuntempe, 3D-presa teknologio estas dividita en kvar ĉefajn kategoriojn: FDM, DLP/SLA kaj SLS.

SLS-- lasera sinteriza mulda procezo

SLS estas relative altteknologia pulvoro, kiu degelas sub alt-temperaturaj kondiĉoj de lasera surradiado. Disvastigu tavolon de maldika pulvoro sur la laborbenko, kaj skanu la sekcon de la tavolo per la lasera radio por levi la temperaturon al la fanda punkto, por realigi sinteradon kaj ligon, ripetu pulvoran disvastigadon, sinteradon, muelon kaj sekiĝon ĝis la modelo formiĝas. Fakte, 3D presado estas 2D presado denove kaj denove. Se vi tranĉas objekton tre maldika, vi trovos, ke ĉiu peco havas formon. Se vi kunigas ĉiujn formojn, vi ricevas tridimensian strukturobjekton. Do ni uzas laserojn por desegni grafikaĵojn. La rezisto de SLS mulditaj partoj al la medio (temperaturo, humideco, kaj kemia korodo) estas simila al tiu de termoplastaj materialoj; dum la rezisto de SLA mulditaj partoj estas relative malbona, ekzemple, SLA-laborpecoj mulditaj kun epoksia rezino estas sentemaj al humideco kaj kemiaĵoj. Korodo, ĝi moliĝos kaj deformiĝos en medio super 38 °C, sed la forma precizeco estas alta.

SLA --stereolitografia mulda procezo

SLA estas lumkuraciga teknologio, kiu estas relative evoluinta en Ĉinio nuntempe. "Stereolitografio" estas kiam la lasera radio skizas la unuan tavolformon de la objekto sur la surfaco de la likva rezino, kaj tiam la produktadplatformo estas malaltigita je certa distanco (inter 0,05-0,025 mm), kaj tiam la solidigita tavolo estas mergita en la likva rezino, ktp. La rezino uzata estas fotosentema rezino, kiu formos solidan staton post surradiado de la lasera radio, kaj la formanta modelo estas rapida kaj preciza.

DLP-- stereolitografio-muldprocezo

DLP cifereca lumprilaborado, konata kiel laserforma teknologio. DLP 3D presa teknologio havas multajn similecojn kun SLA 3D presa teknologio. Se produktado estas komparita al desegnado de cirklo per krajono, tiam SLA-teknologio estas ekvivalenta al desegnado de tavolo post tavolo, dum DLP estas ekvivalenta al stampado rekte. La amasproduktado, kiun ni persekutas, havas du tre gravajn punktojn, unu estas efikeco, kaj la alia estas materiala kosto. Estas 3D presilo, kiu povas presi centojn da fojoj pli rapide ol tradicia fabrikado, tio estas, la vizaĝ-al-vizaĝa teknologio, kiu estis disvolvita de kompanio en Shenzhen, Light Prism Technology. Necesas 2-5 horoj por presi kavan pilkon per tradicia FDM 3D-presado, kaj ĝi daŭras plej rapide unu horon, sed necesas nur ĉirkaŭ 10 minutoj por presi kun la plej nova vizaĝo-al-vizaĝa teknologio. La presa rapideco estas mirinda. Post kiam ĉi tiu 3D-presado estas sur la merkato, La efiko al tradiciaj metioj ankoraŭ estas bonega.

FDM --Fused Deposition Molding Process

Kompare kun DLP kaj SLS-teknologioj, FDM-teknologio estas relative simpla, do ĝi havas grandan publikon kaj estas pli facile eniri la familion. La prototipo estas rekte konstruita el la 3D CAD-datenoj uzante la termoplastan materialon por esti eltrudita en duonfanditan filamenton, kiu estas deponita sur tavolo-post-tavola bazo. La avantaĝoj de FDM-teknologio estas simpla mekanika strukturo, facila dezajno, malalta produktadkosto, bontenada kosto kaj materiala kosto, kaj neniu poluo al la medio. Tial, FDM ankaŭ estas la plej vaste uzata teknologio en hejmaj labortablaj 3D-printiloj. Ĝi estas relative tradicia presa metodo, kiu ne uzas laseron kaj havas malaltan koston, sed la precizeco ne estas alta kaj la presa rapideco estas tre malrapida. Ĉi tiu estas la plej alirebla metodo por ĉiuj, kaj ĝi estas ĝenerale uzata en la eduka merkato.

La Efiko de 3D Presado sur Fabrikado kaj Tradicia Metiado

Avantaĝoj de 3D presado

(1) Personigo

Prenante dentokuracadon kiel ekzemplon, ĉies dentoj estas malsamaj, sed 3D-presado povas solvi la kontraŭdiron inter personigita produktado kaj amasproduktado, kaj amasproduktas personecigitajn enplantaĵojn, krampojn ktp.

(2) specimeno en reala tempo

Pro la rapida rapideco de 3D-presado, la dezajnisto desegnas version de la produkto matene, kaj la gvidanto povas vidi la finitan produkton tagmeze, kaj poste desegnas alian version je la 18-a horo, kaj povas vidi la finitan produkton la sekvan matenon, kio multe akcelas la disvolviĝon de novaj produktoj rapideco. Se ĝi ne estas precipe komplika, 3D presado povas produkti pretajn produktojn en 3 horoj, dum tradicia pruvado daŭras 4-6 semajnojn ĉiufoje, do la ĝenerala rapideco de industria dezajno ankaŭ estas plibonigita.

(3) Neniu poluo

 Ĉar la krudmaterialoj produktitaj estas ĉiuj ekologiemaj, la tuta produktada procezo estas senpoluiga produktado. Ne estas poluado de rubgaso kaj rubakvo, kaj neniu malŝparo de postlasitaj materialoj.

(4) Dateligo

Kiam cifereca dentokuracado maturiĝos, la teknikaj postuloj por kuracistoj multe malpliiĝos. Pacientoj nur bezonas uzi la instrumenton por skani dum du minutoj en la hospitalo, kaj ili povas scii la kaŭzojn kaj solvojn de ĉiuj dentproblemoj.

Krome, 3D-presado ankaŭ povas esti uzata por ortodoncio, presado personecigitaj kaj personecigitaj travideblaj krampoj. Dum plastika kirurgio, ĉu la dentoj devas moviĝi maldekstren aŭ antaŭen? Kiom da milimetroj movi? En la pasinteco, denta kirurgio dependis nur de la persona sperto de la kuracisto, sed cifereca dentokuracado pliigis la stabilecon de la operacio kaj malaltigis la teknikan sojlon por kuracistoj.

(5) Rapide

 Kompare kun tradiciaj industriaj procezoj, 3D-presado ne postulas antaŭajn preparojn kiel laborforton kaj transportadon. Ĝi bezonas nur maŝinojn kaj krudaĵojn, kaj ĝi povas esti produktata rapide.

(6) Aŭtomatigo

 Oni povas diri, ke ekzistas nur unu 3D-presilo inter la virtuala imago kaj la reala afero. La unuŝlosila produktado de 3D-presado ŝparas multajn laborkostojn kaj homajn erarojn.