Kif jaħdem l-istampar 3D?

Metodu wieħed ta 'manifattura addittiva huwa l-istampar 3D. Huwa "addittiv" fis-sens li sempliċiment jimmonta u saffi mdewba ta 'materjal biex joħolqu oġġetti attwali minflok ma jeħtieġu blokka ta' materjal jew moffa. Jista 'jibni ġeometriji aktar ikkumplikati minn teknoloġiji "konvenzjonali", ħafna drabi huwa mgħaġġel, għandu spejjeż ta' setup fissi irħas, u jaħdem b'firxa ta 'materjali li dejjem tikber. Is-settur tal-inġinerija jagħmel użu sostanzjali minnu, speċjalment meta jagħmel prototipi u jiżviluppa ġeometriji ħfief.

Manifattura addittiva u stampar 3D

It-terminu "stampar 3D" huwa spiss marbut mal-kultura tal-maker, dilettanti u dilettanti, printers tad-desktop, tekniki tal-istampar aċċessibbli bħall-FDM, u materjali rħas bħall-ABS u l-PLA. Dan huwa parzjalment dovut għall-printers tad-desktop affordabbli li ħarġu mill-moviment RepRap, bħall-MakerBot u Ultimaker oriġinali, li kkontribwew għad-demokratizzazzjoni tal-istampar 3D u l-isplużjoni tal-istampar 3D tal-2009.

Teknoloġija tal-Istampar 3D: Il-Futur tal-Manifattura Innovattiva

3Dstamparl-istorja

Il-prodotti tal-kunċett tal-istampar 3D bdew fis-snin sebgħin. Fl-1981, ix-xjenzat Ġappuniż Dr Kodama, li kien l-ewwel li ddeskriva l-metodu tal-manifattura tal-istampar saff b'saff, ipprova stampar 3D, u personalment ħoloq l-SLA (stereolithography) teknoloġija tal-istampar 3D reżina fotosensittiva polimerizzata bid-dawl ultravjola.

Ftit snin wara, ix-xjenzat Amerikan Charles Hull wettaq ukoll riċerka fil-fond dwar it-teknoloġija ta 'SLA, u ssottometta l-ewwel privattiva ta' SLA fl-1986. Imwaqqfa Sistemi 3D u ħarġu l-ewwel prodott kummerċjali tagħhom, l-SLA-1, fl-1988. (stampa hawn taħt)

SLA jista' jingħad li huwa l-aktar teknoloġija żviluppata bikrija tal-istampar 3D, allura meta saru aktar tard SLS (Selective Laser Sintering) u FDM (Fused Deposition Modeling)

Fl-1988, l-Amerikan Carl Deckard ipprivattiva t-teknoloġija SLS fl-Università ta 'Texas, li hija teknika oħra ta' stampar 3D li fiha laser jgħaqqad lokalment partiċelli tat-trab flimkien biex jistampaw. Fl-istess sena, Scott Crump, wieħed mill-fundaturi ta 'Stratasys, applika għal privattiva għall-immudellar ta' depożizzjoni fused (FDM). Mill-1980 sal-1990, it-tliet teknoloġiji ewlenin tal-istampar 3D kienu kollha privattiva, li jimmarka l-bidu ta 'perjodu ta' żvilupp mgħaġġel f'din l-industrija. .

Fl-Ewropa, EOS GmbH ħoloq sistema ta 'disinn għall-istampar 3D: is-sistema Stereos. Illum, il-mudelli stampati 3D tagħha fis-settur industrijali huma użati madwar id-dinja għat-teknoloġija tal-istampar SLS 3D (Sinterizzazzjoni bil-Lażer Selettiva) għal plastiks u metalli rikonoxxuti fi.

Fl-1992, il-privattiva tat-teknoloġija tal-istampar 3D FDM (Fused Deposition Modeling) ġiet awtorizzata minn Stratasys, li żviluppat printers 3D biex jissodisfaw il-ħtiġijiet differenti ta 'ħafna professjonisti u individwi.

Mill-1993 sal-1999, ħarġu diversi teknoloġiji fl-industrija tal-istampar 3D. Fl-istess ħin, ġew żviluppati aktar u aktar softwer CAD ġdid, u softwer tal-immudellar 3D, pereżempju, Sanders Prototype (issa jissejjaħ Solidscape) li kien wieħed mill-ewwel parteċipanti maħluqa.

Stampar 3D applikazzjonijiet multi-field

Fl-2008, ħarġet l-ewwel prostetika stampata 3D, li żiedet aktar is-sehem tal-istampar 3D fil-midja. In-nies sabu li l-istampar 3D jista 'mhux biss jistampa partijiet tradizzjonali iżda wkoll jiġi applikat għat-tiswija tal-ġisem tal-bniedem. Dan il-proġett ta 'stampar 3D mediku aqwa jgħaqqad il-partijiet kollha ta' riġlejn bijoloġiku u jista 'jiġi stampat "kif inhu" mingħajr ebda assemblaġġ sussegwenti. Illum, flimkien mal-iskanjar 3D, il-proteżi mediċi stampati 3D, u l-ortotiċi qed isiru orħos u aktar mgħaġġla biex jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-pazjenti. Barra minn hekk, dawn il-proteżi huma dejjem aktar ottimizzati u adattati għall-morfoloġija tal-pazjent. L-istampar 3D iġib opportunitajiet ġodda għall-personalizzazzjoni tal-massa. (żid stampa)

L-2009 kienet is-sena li l-privattivi FDM daħlu fil-qasam tal-konsum tal-massa, li fetħet triq ġdida għal innovazzjoni estensiva ta 'printers 3D FDM. Hekk kif niżel il-prezz tal-printers 3D tad-desktop, aktar u aktar nies setgħu jagħtu attenzjoni lill-iżvilupp tal-industrija tal-istampar 3D.

Fl-2013, il-President tal-Istati Uniti Barack Obama semma l-istampar 3D fl-indirizz tiegħu dwar l-Istat tal-Unjoni bħala l-mod ewlieni tal-produzzjoni tal-ġejjieni, li jagħmel "l-istampar 3D" buzzword assolut. Issa, il-post tiegħu fil-moħħ pubbliku huwa prominenti ħafna. Aktar u aktar kumpaniji żgħar u ta 'daqs medju qed jieħdu vantaġġ mill-prototyping bi prezz baxx ipprovdut mill-istampar 3D, jintegrawh bis-sħiħ fil-proċessi ta' iterazzjoni, innovazzjoni u produzzjoni tagħhom.

Karozza tal-kunċett tal-istampar 3D

Safejn huma kkonċernati l-applikazzjonijiet tal-kostruzzjoni, id-djar stampati 3D issa huma realtà. In-nies marru fi djar stampati 3D għall-ewwel darba fl-2018. Id-dar għandha erja ta '1022 pied kwadru, li hija abitabbli ħafna. B'kollox ħadet jumejn biex tipprintja.

Is-sistema ta 'klassifikazzjoni tal-istampar 3D fuq ix-xebh u d-differenzi bejn il-manifattura u l-istampar 3D

Ħu l-ballun vojt bħala eżempju. Hemm aktar minn tużżana fjuri fuq il-wiċċ. Jekk jiġi pproċessat b'magni tradizzjonali, ikun idejqek ħafna, u l-mudelli għandhom jiġu modifikati wieħed wieħed. U jekk tagħżel l-istampar 3D, m'hemm l-ebda skart ta 'materjal, għalhekk għandu wkoll isem imsejjaħ manifattura addittiva, li jfisser li l-metodu ta' akkumulazzjoni gradwali ta 'materjali jintuża għall-manifattura ta' partijiet fiżiċi. Il-metodu tradizzjonali huwa li tagħmel l-embrijun l-ewwel, imbagħad neħħi l-materjal żejjed, u l-materjal li jifdal huwa l-forma meħtieġa. Jekk tinstab problema, huwa meħtieġ li tiftaħ moffa u timmodifikaha; filwaqt li l-istampar 3D juża ftit ftit akkumulazzjoni ta 'materjal, tista' tara malajr il-prodott lest.

Realizzazzjoni tat-teknoloġija tal-istampar 3D

It-teknoloġija tal-istampar 3D hija applikata għall-produzzjoni industrijali. Dak li l-istampar 3D jeħtieġ li juża mhuwiex l-oġġett fiżiku, iżda l-mudell diġitali. Jekk trid tipprintja 3D l-oġġett reali quddiemek, allura trid tuża kompjuter biex timmudellah, jew tuża skaner 3D biex tiddiġitalizza l-oġġett reali, jiġifieri mudell 3D, u tista 'tipprintja l-affarijiet f'inqas ħmistax-il minuta. Fil-preżent, it-teknoloġija tal-istampar 3D hija maqsuma f'erba' kategoriji ewlenin: FDM, DLP/SLA, u SLS

SLS-- proċess tal-iffurmar tas-sinterizzazzjoni bil-lejżer

SLS huwa trab ta 'teknoloġija relattivament għolja li jiddewweb taħt kundizzjonijiet ta' temperatura għolja ta 'irradjazzjoni bil-lejżer. Ifrex saff ta 'trab irqiq fuq il-bank tax-xogħol, u skennja s-sezzjoni trasversali tas-saff bir-raġġ tal-lejżer biex tgħolli t-temperatura sal-punt tat-tidwib, sabiex tirrealizza s-sinterizzazzjoni u t-twaħħil, irrepeti t-tixrid tat-trab, sinterizzazzjoni, tħin, u tnixxif sakemm jiġi ffurmat il-mudell. Fil-fatt, l-istampar 3D huwa stampar 2D għal darba oħra. Jekk tqatta’ oġġett irqiq ħafna, issib li kull biċċa għandha forma. Jekk tpoġġi l-forom kollha flimkien, ikollok oġġett ta 'struttura tridimensjonali. Allura nużaw lejżers biex niġbdu grafika. Ir-reżistenza tal-partijiet iffurmati SLS għall-ambjent (temperatura, umdità u korrużjoni kimika) hija simili għal dik ta 'materjali termoplastiku; filwaqt li r-reżistenza tal-partijiet iffurmati SLA hija relattivament fqira, pereżempju, il-biċċiet tax-xogħol SLA iffurmati bir-reżina epoxy huma suxxettibbli għall-umdità u l-kimiċi. Korrużjoni, se irattab u medd f'ambjent 'il fuq minn 38 ° C, iżda l-eżattezza li tifforma hija għolja.

SLA --stereolithography molding proċess

SLA hija teknoloġija li tikkura d-dawl, li hija relattivament żviluppata fiċ-Ċina fil-preżent. "Stereolitografija" hija meta r-raġġ tal-lejżer jiddeskrivi l-forma ta 'l-ewwel saff ta' l-oġġett fuq il-wiċċ tar-reżina likwida, u mbagħad il-pjattaforma tal-produzzjoni titbaxxa b'ċerta distanza (bejn 0.05-0.025mm), u mbagħad is-saff solidifikat jiġi mgħaddas fir-reżina likwida, eċċ. Ir-reżina użata hija reżina fotosensittiva, li se tifforma stat solidu wara li tkun irradjata mir-raġġ tal-lejżer, u l-mudell li jifforma huwa mgħaġġel u preċiż.

DLP-- proċess tal-iffurmar tal-isterjolitografija

Ipproċessar tad-dawl diġitali DLP, magħruf bħala teknoloġija tal-iffurmar tal-lejżer. It-teknoloġija tal-istampar DLP 3D għandha ħafna xebh mat-teknoloġija tal-istampar SLA 3D. Jekk il-produzzjoni titqabbel mat-tpinġija ta 'ċirku bil-lapes, allura t-teknoloġija SLA hija ekwivalenti għat-tpinġija saff b'saff, filwaqt li DLP huwa ekwivalenti għall-ittimbrar direttament. Il-produzzjoni tal-massa li qed insegwu għandha żewġ punti importanti ħafna, wieħed huwa l-effiċjenza, u l-ieħor huwa l-ispiża materjali. Hemm printer 3D li jista 'jistampa mijiet ta' darbiet aktar malajr mill-manifattura tradizzjonali, jiġifieri, it-teknoloġija wiċċ imb'wiċċ, li ġiet żviluppata minn kumpanija f'Shenzhen, Light Prism Technology. Tieħu 2-5 sigħat biex tipprintja ballun vojt bl-istampar 3D FDM tradizzjonali, u tieħu siegħa bl-iktar mod mgħaġġel, iżda tieħu biss madwar 10 minuti biex tipprintja bl-aħħar teknoloġija wiċċ imb wiċċ. Il-veloċità tal-istampar hija aqwa. Ladarba dan l-istampar 3D ikun fis-suq, L-impatt fuq l-artiġjanat tradizzjonali għadu kbir.

FDM --Proċess tal-iffurmar tad-depożizzjoni mdewba

Meta mqabbla mat-teknoloġiji DLP u SLS, it-teknoloġija FDM hija relattivament sempliċi, għalhekk għandha udjenza kbira u hija aktar faċli biex tidħol fil-familja. Il-prototip huwa mibni direttament mid-dejta CAD 3D billi juża l-materjal termoplastiku li għandu jiġi estruż f'filament semi-imdewweb, li jiġi depożitat fuq bażi ta 'saff b'saff. Il-vantaġġi tat-teknoloġija FDM huma struttura mekkanika sempliċi, disinn faċli, spiża baxxa tal-manifattura, spiża tal-manutenzjoni u spiża tal-materjal, u l-ebda tniġġis għall-ambjent. Għalhekk, FDM hija wkoll it-teknoloġija l-aktar użata fil-printers 3D tad-desktop tad-dar. Huwa metodu ta 'stampar relattivament tradizzjonali, li ma jużax il-lejżer u għandu prezz baxx, iżda l-eżattezza mhix għolja u l-veloċità tal-istampar hija bil-mod ħafna. Dan huwa l-aktar metodu aċċessibbli għal kulħadd, u ġeneralment jintuża fis-suq tal-edukazzjoni.

L-Impatt tal-Istampar 3D fuq il-Manifattura u s-Snajja Tradizzjonali

Vantaġġi tal-istampar 3D

(1) Personalizzazzjoni

Meta tieħu d-dentistrija bħala eżempju, is-snien ta 'kulħadd huma differenti, iżda l-istampar 3D jista' jsolvi l-kontradizzjoni bejn il-produzzjoni personalizzata u l-produzzjoni tal-massa, u l-massa tipproduċi impjanti personalizzati, ċineg, eċċ.

(2) kampjun f'ħin reali

Minħabba l-veloċità mgħaġġla tal-istampar 3D, id-disinjatur jiddisinja verżjoni tal-prodott filgħodu, u l-mexxej jista 'jara l-prodott lest f'nofsinhar, u mbagħad jiddisinja verżjoni oħra fis-6 pm, u jista' jara l-prodott lest l-għada filgħodu, li jaċċellera ħafna l-iżvilupp ta 'veloċità ta' prodotti ġodda. Jekk ma jkunx partikolarment ikkumplikat, l-istampar 3D jista 'jipproduċi prodotti lesti fi 3 sigħat, filwaqt li l-prova tradizzjonali tieħu 4-6 ġimgħat kull darba, għalhekk il-veloċità ġenerali tad-disinn industrijali titjieb ukoll.

(3) L-ebda tniġġis

 Peress li l-materja prima prodotta hija kollha favur l-ambjent, il-proċess kollu tal-produzzjoni huwa produzzjoni ħielsa mit-tniġġis. M'hemm l-ebda tniġġis ta 'gass mormi u ilma mormi, u l-ebda skart ta' materjali li jifdal.

(4) Dataization

Meta d-dentistrija diġitali timmatura, ir-rekwiżiti tekniċi għat-tobba jitnaqqsu ħafna. Il-pazjenti jeħtieġu biss jużaw l-istrument biex jiskennjaw għal żewġ minuti fl-isptar, u jistgħu jkunu jafu l-kawżi u s-soluzzjonijiet tal-problemi dentali kollha.

Barra minn hekk, l-istampar 3D jista 'jintuża wkoll għall-ortodonzja, l-istampar ta' ċineg trasparenti personalizzati u personalizzati. Waqt kirurġija plastika, is-snien għandhom jimxu lejn ix-xellug jew 'il quddiem? Kemm millimetri biex jiċċaqilqu? Fil-passat, il-kirurġija dentali kienet tibbaża ruħha biss fuq l-esperjenza personali tat-tabib, iżda d-dentistrija diġitali żiedet l-istabbiltà tal-operazzjoni u naqqset il-limitu tekniku għat-tobba.

(5) Fast

 Meta mqabbel ma 'proċessi industrijali tradizzjonali, l-istampar 3D ma jeħtieġx preparazzjonijiet preliminari bħal ħaddiema u trasport. Jeħtieġ biss magni u materja prima, u tista 'titqiegħed fil-produzzjoni malajr.

(6) Awtomazzjoni

 Jista 'jingħad li hemm biss printer 3D wieħed bejn l-immaġinazzjoni virtwali u l-ħaġa reali. Il-produzzjoni b'ċavetta waħda tal-istampar 3D tiffranka ħafna spejjeż tax-xogħol u żbalji umani.