Kepiye cara nyetak 3D?

Salah sawijining metode manufaktur aditif yaiku percetakan 3D. Iku "aditif" amarga mung numpuk lan nggabungake lapisan materi kanggo nggawe obyek nyata tinimbang mbutuhake blok materi utawa cetakan. Bisa mbangun geometri sing luwih rumit tinimbang teknologi "konvensional", asring cepet, duwe biaya persiyapan tetep sing murah, lan bisa digunakake kanthi bahan sing terus berkembang. Sektor teknik nggunakake akeh banget, utamane nalika nggawe prototipe lan ngembangake geometri sing entheng.

Manufaktur aditif lan printing 3D

Istilah "pencetakan 3D" asring disambungake karo budaya pembuat, amatir lan penggemar, printer desktop, teknik cetak sing bisa diakses kaya FDM, lan bahan sing murah kaya ABS lan PLA. Iki sebagian amarga printer desktop terjangkau sing muncul saka gerakan RepRap, kayata MakerBot lan Ultimaker asli, sing nyumbang kanggo demokratisasi pencetakan 3D lan boom pencetakan 3D 2009.

Teknologi Pencetakan 3D: Masa Depan Manufaktur Inovatif

3Dnyetaksajarah

Produk konsep percetakan 3D diwiwiti ing taun 1970-an. Ing taun 1981, ilmuwan Jepang Dr. Kodama, sing pisanan njlèntrèhaké cara manufaktur printing lapisan-by-layer, nyoba printing 3D, lan pribadi nggawe SLA (stereolithography) teknologi printing 3D resin fotosensitif polimerisasi dening cahya ultraviolet.

Sawetara taun sabanjure, ilmuwan Amerika Charles Hull uga nganakake riset jero babagan teknologi SLA, lan ngirim paten pertama SLA ing 1986. Madeg 3D Systems lan ngrilis produk komersial pisanane, SLA-1, ing 1988. (gambar ngisor)

SLA bisa diarani minangka teknologi pencetakan 3D sing paling wiwitan dikembangake, mula kapan SLS (Sintering Laser Selektif) lan FDM (Fused Deposition Modeling) mengko

Ing taun 1988, American Carl Deckard paten teknologi SLS ing Universitas Texas, yaiku teknik cetak 3D liyane ing ngendi laser nggabungake partikel bubuk kanthi lokal kanggo nyithak . Ing taun sing padha, Scott Crump, salah sawijining pendiri Stratasys, nglamar paten kanggo model deposisi gabungan (FDM). Saka taun 1980 nganti 1990, telung teknologi utama percetakan 3D kabeh dipatenake, minangka tandha wiwitan periode pangembangan cepet ing industri iki. .

Ing Eropah, EOS GmbH nggawe sistem desain kanggo printing 3D: sistem Stereos ". Saiki, model cetak 3D ing sektor industri digunakake ing donya kanggo teknologi printing SLS 3D (Sintering Laser Selektif) kanggo plastik lan logam dikenali ing.

Ing taun 1992, paten teknologi cetak 3D FDM (Fused Deposition Modeling) diidinake dening Stratasys, sing ngembangake printer 3D kanggo nyukupi kabutuhan sing beda saka akeh profesional lan individu.

Saka 1993 nganti 1999, macem-macem teknologi muncul ing industri percetakan 3D. Ing wektu sing padha, liyane lan liyane piranti lunak CAD anyar, lan piranti lunak modeling 3D dikembangaké, contone, Sanders Prototype (saiki disebut Solidscape) kang siji saka peserta pisanan digawe.

3D printing multi-bidang aplikasi

Ing taun 2008, prostetik cetak 3D pisanan metu, sing nambah pangsa cetak 3D ing media. Wong nemokake manawa percetakan 3D ora mung bisa nyithak bagean tradisional nanging uga ditrapake kanggo ndandani awak manungsa. Proyèk percetakan 3D medis sing nggumunake iki nggabungake kabeh bagean saka anggota biologis lan bisa dicithak "kaya" tanpa perakitan sakteruse. Saiki, digabungake karo pemindaian 3D, prostesis medis cetak 3D, lan orthotics saya murah lan luwih cepet kanggo nyukupi kabutuhan pasien. Kajaba iku, prostheses iki tambah dioptimalake lan dicocogake karo morfologi pasien. Printing 3D nggawa kesempatan anyar kanggo personalisasi massal. (tambah gambar)

2009 minangka taun nalika paten FDM mlebu ing lapangan konsumsi massal, sing mbukak dalan anyar kanggo inovasi ekstensif printer FDM 3D. Nalika rega printer 3D desktop mudhun, luwih akeh wong sing bisa nggatekake perkembangan industri percetakan 3D.

Ing 2013, Presiden AS Barack Obama nyebutake printing 3D ing alamat State of the Union minangka mode produksi utama ing mangsa ngarep, nggawe "pencetakan 3D" dadi tembung kunci sing mutlak. Saiki, panggonane ing pikiran umum banget penting. Perusahaan-perusahaan cilik lan medium liyane sing njupuk kauntungan saka prototyping murah sing diwenehake dening printing 3D, kanthi nggabungake menyang proses pengulangan, inovasi lan produksi.

Mobil konsep 3D printing

Ing babagan aplikasi konstruksi, omah sing dicithak 3D saiki dadi kasunyatan. Wong-wong pindhah menyang omah sing dicithak 3D kanggo pisanan ing 2018. Omah kasebut nduweni area 1022 kaki persegi, sing bisa dienggoni. Butuh total rong dina kanggo nyetak.

Sistem klasifikasi printing 3D babagan persamaan lan beda antarane manufaktur lan printing 3D

Njupuk bal hollowed-metu minangka conto. Ana luwih saka rolas kembang ing permukaan. Yen diproses kanthi mesin tradisional, bakal repot banget, lan pola kasebut kudu diowahi siji-siji. Lan yen sampeyan milih printing 3D, ora ana sampah bahan, mula uga duwe jeneng sing diarani manufaktur aditif, sing tegese cara nglumpukake bahan kanthi bertahap digunakake kanggo nggawe bagean fisik. Cara tradisional yaiku nggawe embrio dhisik, banjur mbusak bahan sing berlebihan, lan bahan sing isih ana yaiku wangun sing dibutuhake. Yen masalah dideteksi, perlu kanggo mbukak cetakan lan ngowahi; nalika printing 3D nggunakake klempakan materi sethitik dening sethitik, sampeyan bisa cepet ndeleng produk rampung.

Realisasi teknologi cetak 3D

Teknologi printing 3D ditrapake kanggo produksi industri. Printing 3D sing kudu digunakake dudu obyek fisik, nanging model digital. Yen sampeyan pengin 3D print obyek nyata ing ngarepe sampeyan, sampeyan kudu nggunakake komputer kanggo model, utawa nggunakake scanner 3D kanggo digitalisasi obyek nyata, yaiku, model 3D, lan sampeyan bisa print metu iku ing sethitik minangka limalas menit. Saiki, teknologi cetak 3D dipérang dadi patang kategori utama: FDM, DLP/SLA, lan SLS

SLS-- proses ngecor sintering laser

SLS minangka bubuk berteknologi tinggi sing leleh ing kahanan suhu dhuwur saka iradiasi laser. Nyebar lapisan wêdakakêna lancip ing workbench, lan mindhai salib-bagean saka lapisan karo sinar laser kanggo mundhakaken suhu kanggo titik leleh, supaya minangka kanggo éling sintering lan iketan, mbaleni wêdakakêna nyebar, sintering, mecah, lan pangatusan nganti model wis kawangun. Nyatane, printing 3D yaiku printing 2D bola-bali. Yen sampeyan ngiris obyek sing tipis banget, sampeyan bakal nemokake manawa saben potongan duwe wujud. Yen sampeyan nggabungake kabeh wangun, sampeyan bakal entuk obyek struktur telung dimensi. Supaya kita nggunakake laser kanggo tarik grafis. Ketahanan bagean cetakan SLS kanggo lingkungan (suhu, kelembapan, lan korosi kimia) padha karo bahan termoplastik; nalika resistance saka bagean SLA nyetak punika relatif miskin, Contone, workpieces SLA nyetak karo resin epoxy rentan kanggo Kelembapan lan bahan kimia. Korosi, bakal soften lan warp ing lingkungan ndhuwur 38 ° C, nanging akurasi mbentuk dhuwur.

SLA - proses ngecor stereoolithography

SLA punika teknologi cahya-ngruwat, kang relatif dikembangaké ing China saiki. "Stereolithography" yaiku nalika sinar laser njelasake wangun lapisan pisanan saka obyek ing permukaan resin Cairan, lan banjur platform produksi sudo dening kadohan tartamtu (antarane 0.05-0.025mm), lan banjur lapisan solidified nyemplungaken ing resin Cairan, lan ing. Resin sing digunakake yaiku resin fotosensitif, sing bakal mbentuk negara padhet sawise disinari dening sinar laser, lan model pembentuk kasebut cepet lan tepat.

DLP-- proses ngecor stereolithography

DLP pangolahan cahya digital, dikenal minangka teknologi laser mbentuk. Teknologi printing DLP 3D nduweni akeh persamaan karo teknologi printing SLA 3D. Yen produksi diumpamakake nggambar bunder kanthi potlot, mula teknologi SLA padha karo nggambar lapisan kanthi lapisan, dene DLP padha karo stamping langsung. Produksi massal sing kita tindakake nduweni rong titik penting, siji yaiku efisiensi, lan liyane yaiku biaya materi. Ana printer 3D sing bisa nyithak atusan kaping luwih cepet tinimbang manufaktur tradisional, yaiku, teknologi tatap muka, sing wis dikembangake dening perusahaan ing Shenzhen, Light Prism Technology. Butuh 2-5 jam kanggo print bal kothong karo printing FDM 3D tradisional, lan iku njupuk siji jam ing paling cepet, nanging mung njupuk bab 10 menit kanggo print karo teknologi pasuryan-kanggo-pasuryan paling anyar. Kacepetan nyetak pancen apik tenan. Sawise printing 3D iki ing pasar, Dampak ing Kerajinan tradisional isih gedhe.

FDM --Fused Deposition Molding Proses

Dibandhingake karo teknologi DLP lan SLS, teknologi FDM relatif prasaja, saengga nduweni pamirsa sing akeh lan luwih gampang mlebu ing kulawarga. Prototipe kasebut langsung digawe saka data CAD 3D kanthi nggunakake bahan termoplastik sing bakal diekstrusi dadi filamen semi-molten, sing didepositake kanthi lapisan-lapisan. Kaluwihan teknologi FDM yaiku struktur mekanik sing prasaja, desain sing gampang, biaya manufaktur sing murah, biaya pangopènan lan biaya material, lan ora ana polusi lingkungan. Mula, FDM uga dadi teknologi sing paling akeh digunakake ing printer 3D desktop kluwarga. Iku cara printing relatif tradisional, kang ora nggunakake laser lan biaya kurang, nanging akurasi ora dhuwur lan kacepetan printing alon banget. Iki minangka cara sing paling gampang diakses kanggo kabeh wong, lan umume digunakake ing pasar pendidikan.

Dampak Printing 3D ing Manufaktur lan Kerajinan Tradisional

Kaluwihan saka printing 3D

(1) Kustomisasi

Njupuk dentistry minangka conto, untu saben wong beda-beda, nanging printing 3D bisa ngatasi kontradiksi antarane produksi selaras lan produksi massal, lan mrodhuksi massal implants, penyonggo, etc.

(2) sampel wektu nyata

Amarga saka kacepetan cepet saka printing 3D, Desainer designs versi produk ing wayah esuk, lan pimpinan bisa ndeleng produk rampung ing noon, lan banjur designs versi liyane ing 6 pm, lan bisa ndeleng produk rampung esuk, kang nemen accelerates pangembangan kacepetan produk anyar. Yen ora rumit, printing 3D bisa ngasilake produk sing wis rampung sajrone 3 jam, dene proofing tradisional mbutuhake 4-6 minggu saben wektu, saéngga kacepetan sakabèhé desain industri uga apik.

(3) Ora ana polusi

 Amarga bahan mentah sing diasilake kabeh ramah lingkungan, kabeh proses produksi yaiku produksi bebas polusi. Ora ana polusi limbah gas lan banyu limbah, lan ora ana sampah sisa bahan.

(4) Dataisasi

Nalika kedokteran gigi digital diwasa, syarat teknis kanggo dokter bakal suda banget. Pasien mung kudu nggunakake instrumen kasebut kanggo mindai rong menit ing rumah sakit, lan bisa ngerti panyebab lan solusi kabeh masalah dental.

Kajaba iku, percetakan 3D uga bisa digunakake kanggo ortodontik, nyetak braces transparan sing dipersonalisasi lan disesuaikan. Sajrone operasi plastik, apa untu kudu pindhah ngiwa utawa maju? Carane akeh millimeters kanggo mindhah? Ing jaman biyen, operasi dental mung gumantung ing pengalaman pribadi dokter, nanging kedokteran gigi digital nambah stabilitas operasi lan nyuda ambang teknis kanggo dokter.

(5) Cepet

 Dibandhingake karo proses industri tradisional, printing 3D ora mbutuhake persiapan awal kayata tenaga kerja lan transportasi. Mung butuh mesin lan bahan mentah, lan bisa dilebokake kanthi cepet.

(6) Otomasi

 Bisa diarani mung ana siji printer 3D ing antarane imajinasi virtual lan nyata. Produksi siji-tombol printing 3D ngirit biaya tenaga kerja lan kesalahan manungsa.