Hoe wurket 3D printsjen?

Ien additive manufacturing metoade is 3D printsjen. It is "tafoeging" yn dat it gewoan steapele en fusearre lagen materiaal om wirklike objekten te meitsjen ynstee fan in blok materiaal of in skimmel nedich te hawwen. It kin komplisearre geometryen bouwe dan "konvinsjonele" technologyen, is faak fluch, hat goedkeape fêste opsetkosten, en wurket mei in hieltyd groeiende oanbod fan materialen. De yngenieursektor makket der substansjeel gebrûk fan, benammen by it prototypjen en ûntwikkeljen fan lichtgewicht geometryn.

Additive manufacturing en 3D printsjen

De term "3D-printsjen" wurdt faak keppele oan makkerkultuer, amateurs en entûsjasters, buroblêdprinters, tagonklike printtechniken lykas FDM, en goedkeape materialen lykas ABS en PLA. Dit is foar in part te tankjen oan de betelbere buroblêdprinters dy't ûntstien binne út 'e RepRap-beweging, lykas de oarspronklike MakerBot en Ultimaker, dy't bydroegen oan 'e demokratisearring fan 3D-printsjen en de 2009-3D-printerboom.

3D Printing Technology: De takomst fan ynnovative produksje

3Dprintsjenskiednis

3D-printkonseptprodukten begon yn 'e jierren '70. Yn 1981, Japanske wittenskipper Dr Kodama, dy't wie de earste om te beskriuwen de laach-by-laach printing manufacturing metoade, besocht 3D printsjen, en persoanlik makke de SLA (stereolithography) 3D printing technology-fotosensitive hars polymerisearre troch ultraviolet ljocht.

In pear jier letter die Amerikaanske wittenskipper Charles Hull ek yngeande ûndersyk op de technology fan SLA, en yntsjinne de earste patint fan SLA yn 1986. Oprjochte 3D Systems en útbrocht harren earste kommersjele produkt, de SLA-1, yn 1988. (foto hjirûnder)

SLA kin sein wurde as de ierst ûntwikkele 3D-printtechnology, dus wannear diene SLS (Selective Laser Sintering) en FDM (Fused Deposition Modeling) letter

Yn 1988 patintearre de Amerikaan Carl Deckard SLS-technology oan 'e Universiteit fan Teksas, dat is in oare 3D-printtechnyk wêryn in laser lokaal poederpartikels byinoar fusearret om te printsjen. Yn itselde jier hat Scott Crump, ien fan 'e oprjochters fan Stratasys, in oktroai oanfrege foar fused deposition modeling (FDM). Fan 1980 oant 1990 waarden de trije haadtechnologyen fan 3D-printsjen allegear patintearre, it begjin fan in perioade fan rappe ûntwikkeling yn dizze yndustry. .

Yn Europa, EOS GmbH makke in ûntwerp systeem foar 3D printsjen: de Stereos" systeem. Tsjintwurdich, syn 3D printe modellen yn de yndustriële sektor wurde brûkt wrâldwiid foar SLS 3D printsjen technology (Selective Laser Sintering) foar keunststoffen en metalen erkend yn.

Yn 1992 waard it patint foar FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-printtechnology autorisearre troch Stratasys, dy't 3D-printers ûntwikkele om te foldwaan oan 'e ferskate behoeften fan in protte professionals en partikulieren.

Fan 1993 oant 1999 ûntstienen ferskate technologyen yn 'e 3D-printsektor. Tagelyk, mear en mear nije CAD software, en 3D modeling software waarden ûntwikkele, bygelyks, Sanders Prototype (no neamd Solidscape) dat wie ien fan de earste dielnimmers makke.

3D printsjen multi-fjild applikaasjes

Yn 2008 kaam de earste 3D-printe prosthetyk út, wat it oandiel fan 3D-printsjen yn 'e media fierder fergrutte. Minsken fûnen dat 3D-printsjen net allinich tradisjonele dielen kin printsje, mar ek tapast wurde op minsklik lichemreparaasje. Dit geweldige medyske 3D-printprojekt kombineart alle dielen fan in biologyske lid en kin wurde printe "as is" sûnder folgjende montage. Tsjintwurdich wurde kombinearre mei 3D-skennen, 3D-printe medyske protheses, en ortotika wurde goedkeaper en rapper om te foldwaan oan 'e behoeften fan pasjinten. Boppedat wurde dizze protheses hieltyd mear optimalisearre en oanpast oan 'e morfology fan 'e pasjint. 3D-printsjen bringt nije kânsen foar massa personalisaasje. (foto taheakje)

2009 wie it jier dat FDM oktroaien ynfierd de massa konsumpsje fjild, dat iepene in nij paad foar wiidweidige ynnovaasje fan FDM 3D printers. As de priis fan desktop 3D printers sakke, koenen hieltyd mear minsken omtinken jaan oan de ûntwikkeling fan de 3D printing yndustry.

Yn 2013 neamde de Amerikaanske presidint Barack Obama 3D-printsjen yn syn State of the Union-adres as de wichtichste produksjemodus fan 'e takomst, wêrtroch "3D-printsjen" in absolút buzzword waard. No is har plak yn 'e publike geast tige prominint. Hieltyd mear lytse en middelgrutte bedriuwen profitearje fan 'e lege kosten prototyping levere troch 3D-printsjen, en folslein yntegreare yn har iteraasje-, ynnovaasje- en produksjeprosessen.

3D printing konsept auto

Wat bouapplikaasjes oanbelanget binne 3D printe huzen no in realiteit. Minsken ferhuze foar it earst yn 3D printe huzen yn 2018. It hûs hat in oerflak fan 1022 fjouwerkante foet, wat tige leefber is. It duorre yn totaal twa dagen om te printsjen.

It klassifikaasjesysteem fan 3D-printsjen oer de oerienkomsten en ferskillen tusken fabrikaazje en 3D-printsjen

Nim de útholle bal as foarbyld. D'r binne mear as in tsiental blommen op it oerflak. As it wurdt ferwurke troch tradisjonele Machtigingsformulier, it sil wêze hiel lestich, en de patroanen moatte wurde wizige ien foar ien. En as jo kieze foar 3D-printsjen, is d'r gjin fergriemerij fan materiaal, dus it hat ek in namme neamd additive manufacturing, wat betsjut dat de metoade fan stadichoan sammeljen fan materialen wurdt brûkt om fysike dielen te meitsjen. De tradisjonele metoade is om it embryo earst te meitsjen, dan it oerstallige materiaal te ferwiderjen, en it oerbleaune materiaal is de fereaske foarm. As in probleem wurdt ûntdutsen, is it nedich om in mal te iepenjen en it te feroarjen; wylst 3D printsjen brûkt bytsje by bytsje materiaal accumulation, kinne jo fluch sjen it klear produkt.

3D printing technology realisaasje

3D-printtechnology wurdt tapast op yndustriële produksje. Wat 3D-printsjen moat brûke is net it fysike objekt, mar it digitale model. As jo ​​​​it echte objekt foar jo wolle 3D-printsje, dan moatte jo in kompjûter brûke om it te modellearjen, of in 3D-scanner brûke om it echte objekt te digitalisearjen, dat is, in 3D-model, en jo kinne dingen yn sa min as fyftjin minuten ôfdrukke. Op it stuit is 3D-printtechnology ferdield yn fjouwer grutte kategoryen: FDM, DLP / SLA, en SLS

SLS - laser sintering moulding proses

SLS is in relatyf hege-tech poeder dat smelt ûnder hege temperatuer omstannichheden fan laser bestraling. Spried in laach fan tinne poeder op 'e workbench, en scan de dwerstrochsneed fan' e laach mei de laser beam te ferheegjen de temperatuer nei it raanpunt, sa as te realisearjen sintering en bonding, werhelje poeder sprieding, sintering, grinding, en drogen oant it model wurdt foarme. Yn feite is 3D-printsjen 2D-printsjen oer en wer. As jo ​​in foarwerp tige tin snije, sille jo fine dat elk stik in foarm hat. As jo ​​alle foarmen byinoar sette, krije jo in trijediminsjonaal struktuerobjekt. Dat wy brûke lasers om grafiken te tekenjen. De wjerstân fan SLS getten dielen oan it miljeu (temperatuer, vochtigheid, en gemyske corrosie) is fergelykber mei dy fan thermoplastic materialen; wylst de wjerstân fan SLA getten dielen is relatyf min, Bygelyks, SLA workpieces getten mei epoksy hars binne gefoelich foar focht en gemikaliën. Corrosie, it sil sêft en warp yn in omjouwing boppe 38 ° C, mar de foarmjen krektens is heech.

SLA --stereolithography moulding proses

SLA is in ljocht-hurdende technology, dy't op it stuit relatyf ûntwikkele is yn Sina. "Stereolithography" is as de laser beam sketst de earste laach foarm fan it foarwerp op it oerflak fan 'e floeibere hars, en dan de produksje platfoarm wurdt ferlege troch in bepaalde ôfstân (tusken 0.05-0.025mm), en dan de solidified laach wurdt ûnderdompele yn de floeibere hars, ensafuorthinne. De brûkte hars is in fotosensitive hars, dy't in fêste steat sil foarmje nei't se troch de laserstraal bestriele binne, en it foarmjende model is fluch en presys.

DLP - stereolitografysk foarmjen proses

DLP digitale ljochtferwurking, bekend as laserfoarmjende technology. DLP 3D printing technology hat in protte oerienkomsten mei SLA 3D printing technology. As produksje wurdt fergelike mei it tekenjen fan in sirkel mei in potlead, dan is SLA technology lykweardich oan tekenjen laach foar laach, wylst DLP is lykweardich oan stamping direkt. De massaproduksje dy't wy neistribbe hat twa heul wichtige punten, ien is effisjinsje, en de oare is materiaalkosten. D'r is in 3D-printer dy't hûnderten kearen flugger kin printsje as tradisjonele fabrikaazje, dat is de face-to-face technology, dy't ûntwikkele is troch in bedriuw yn Shenzhen, Light Prism Technology. It duorret 2-5 oeren in print in holle bal mei tradisjonele FDM 3D printing, en it duorret in oere op de fluchste, mar it duorret mar oer 10 minuten in printsje mei de nijste face-to-face technology. De printsnelheid is geweldig. Sadree't dizze 3D printing is op 'e merk, De ynfloed op tradisjonele ambachten is noch altyd grut.

FDM --Fused Deposition Molding Process

Yn ferliking mei DLP- en SLS-technologyen is FDM-technology relatyf ienfâldich, dus it hat in grut publyk en is makliker om de famylje yn te gean. It prototype wurdt direkt konstruearre út 'e 3D CAD-gegevens troch it brûken fan it thermoplastyske materiaal om te ekstrudearjen yn in semi-smelte gloeidraad, dat wurdt dellein op in laach-foar-laach basis. De foardielen fan FDM-technology binne ienfâldige meganyske struktuer, maklik ûntwerp, lege produksjekosten, ûnderhâldskosten en materiaalkosten, en gjin fersmoarging foar it miljeu. Dêrom is FDM ek de meast brûkte technology yn húshâldlike buroblêd 3D-printers. It is in relatyf tradisjonele printmetoade, dy't gjin laser brûkt en lege kosten hat, mar de krektens is net heech en de printsnelheid is heul stadich. Dit is de meast tagonklike metoade foar elkenien, en it wurdt algemien brûkt yn 'e ûnderwiismerk.

De ynfloed fan 3D-printsjen op fabrikaazje en tradisjoneel fakmanskip

Foardielen fan 3D printsjen

(1) Oanpassing

As de toskedokter as foarbyld nimme, binne de tosken fan elkenien oars, mar 3D-printsjen kin de tsjinstelling oplosse tusken oanpaste produksje en massaproduksje, en massa produsearret oanpaste ymplantaten, beugels, ensfh.

(2) sample real-time

Fanwege de snelle snelheid fan 3D-printsjen, ûntwerpt de ûntwerper moarns in ferzje fan it produkt, en de lieder kin it klear produkt middeis sjen, en dan ûntwerpt in oare ferzje om 18.00 oere, en kin de oare moarns it fertikke produkt sjen, wat de ûntwikkeling fan nije produkten fluch fersnelt. As it net bysûnder yngewikkeld is, kin 3D-printsjen klear produkten yn 3 oeren produsearje, wylst tradisjonele proofing elke kear 4-6 wiken nimt, sadat de algemiene snelheid fan yndustrieel ûntwerp ek ferbettere wurdt.

(3) Gjin fersmoarging

 Sûnt de produsearre grûnstoffen binne allegear miljeufreonlik, it hiele produksjeproses is fersmoarging-frije produksje. Der is gjin fersmoarging fan ôffalgas en ôffalwetter, en gjin fergriemerij fan oerbliuwende materialen.

(4) Dataisaasje

As digitale toskhielkunde rijpt, wurde de technyske easken foar dokters gâns fermindere. Pasjinten hoege allinich it ynstrumint te brûken om twa minuten yn it sikehûs te scannen, en se kinne de oarsaken en oplossingen fan alle dentale problemen witte.

Derneist kin 3D-printsjen ek brûkt wurde foar ortodontyk, printsjen fan personaliseare en oanpaste transparante beugels. By plastyske sjirurgy moatte de tosken nei lofts of foarút gean? Hoefolle millimeters om te bewegen? Yn it ferline fertroude toskedokters allinich op 'e persoanlike ûnderfining fan' e dokter, mar digitale toskedokter hat de stabiliteit fan 'e operaasje ferhege en de technyske drompel foar dokters ferlege.

(5) Snel

 Yn ferliking mei tradisjonele yndustriële prosessen fereasket 3D-printsjen gjin foarriedige tariedingen lykas mankrêft en ferfier. It hat allinich masines en grûnstoffen nedich, en it kin fluch yn produksje wurde brocht.

(6) Automatisearring

 It kin sein wurde dat d'r mar ien 3D-printer is tusken de firtuele ferbylding en it echte ding. De ien-kaai produksje fan 3D-printsjen besparret in protte arbeidskosten en minsklike flaters.