Kumaha cara percetakan 3D?

Salah sahiji metode manufaktur aditif nyaéta percetakan 3D. Éta "aditif" dina éta ngan saukur tumpukan sareng ngahijikeun lapisan bahan pikeun nyiptakeun objék anu saleresna tibatan peryogi blok bahan atanapi kapang. Éta tiasa ngawangun géométri anu langkung rumit tibatan téknologi "konvensional", sering gancang, gaduh biaya pangaturan tetep murah, sareng tiasa dianggo sareng bahan-bahan anu terus-terusan. Sektor rékayasa ngamangpaatkeun éta, khususna nalika nyieun prototipe sareng ngembangkeun géométri ringan.

Manufaktur aditif jeung percetakan 3D

Istilah "percetakan 3D" sering dihubungkeun sareng budaya tukang, amatir sareng peminat, panyitak desktop, téknik percetakan anu tiasa diaksés sapertos FDM, sareng bahan anu murah sapertos ABS sareng PLA. Ieu sabagean alatan printer desktop affordable nu mecenghul ti gerakan RepRap, kayaning MakerBot aslina tur Ultimaker, nu nyumbang ka demokratisasi percetakan 3D jeung booming percetakan 3D 2009.

Téknologi Percetakan 3D: Masa Depan Manufaktur Inovatif

3Dnyitaksajarah

Produk konsép percetakan 3D dimimitian dina taun 1970-an. Taun 1981, élmuwan Jepang Dr. Kodama, anu mimiti ngajelaskeun metode manufaktur percetakan lapisan-demi-lapisan, nyobian percetakan 3D, sareng sacara pribadi nyiptakeun téknologi percetakan 3D SLA (stereolithography) résin fotosensitif anu dipolimérisasi ku sinar ultraviolét.

Sababaraha taun ti harita, élmuwan Amérika Charles Hull ogé ngalaksanakeun panalungtikan anu jero ngeunaan téknologi SLA, sareng ngalebetkeun patén munggaran SLA di 1986. Ngadegkeun Sistem 3D sareng ngarilis produk komersil kahijina, SLA-1, dina 1988. (gambar handap)

SLA tiasa disebatkeun janten téknologi percetakan 3D anu pangheubeulna, janten nalika SLS (Sintering Laser Selektif) sareng FDM (Fused Deposition Modeling) engké.

Dina 1988, Amérika Carl Deckard dipaténkeun téhnologi SLS di Universitas Texas, nu téhnik percetakan 3D sejen nu laser lokal fuses partikel bubuk babarengan pikeun nyitak . Dina taun anu sarua, Scott Crump, salah sahiji pendiri Stratasys, ngalamar patén pikeun modeling déposisi lebur (FDM). Ti 1980 nepi ka 1990, tilu téknologi utama percetakan 3D sadayana dipaténkeun, nandaan awal periode ngembangkeun gancang di industri ieu. .

Di Éropa, EOS GmbH nyiptakeun sistem desain pikeun percetakan 3D: sistem Stereos ". Kiwari, model dicitak 3D na di sektor industri dipaké di sakuliah dunya pikeun téhnologi percetakan SLS 3D (Sintering Laser Selektif) pikeun plastik jeung logam dipikawanoh di.

Dina 1992, nu FDM (Fused Deposition Modeling) patén téhnologi percetakan 3D ieu otorisasi ku Stratasys, nu ngembangkeun printer 3D pikeun minuhan kabutuhan béda loba professional jeung individu.

Ti 1993 nepi ka 1999, rupa-rupa téknologi muncul dina industri percetakan 3D. Dina waktos anu sami, langkung seueur parangkat lunak CAD énggal, sareng parangkat lunak modél 3D dikembangkeun, contona, Sanders Prototype (ayeuna disebut Solidscape) anu mangrupikeun salah sahiji pamilon anu munggaran didamel.

3D percetakan multi-widang aplikasi

Dina 2008, prosthetic 3D-dicitak munggaran kaluar, nu salajengna ngaronjat pangsa percetakan 3D dina média. Jalma mendakan yén percetakan 3D henteu ngan ukur tiasa nyitak bagian tradisional tapi ogé dilarapkeun kana perbaikan awak manusa. Proyék percetakan 3D médis anu luar biasa ieu ngagabungkeun sadaya bagian tina dahan biologis sareng tiasa dicitak "sakumaha" tanpa aya rakitan salajengna. Kiwari, digabungkeun sareng scanning 3D, prostheses médis 3D dicitak, sareng orthotics beuki murah sareng langkung gancang pikeun nyumponan kabutuhan pasien. Leuwih ti éta, prostheses ieu beuki dioptimalkeun sarta diadaptasi kana morfologi sabar urang. Percetakan 3D mawa kasempetan anyar pikeun personalisasi massal. (tambahkeun gambar)

2009 mangrupikeun taun dimana patén-patén FDM lebet kana widang konsumsi masal, anu muka jalan énggal pikeun inovasi éksténsif ngeunaan printer FDM 3D. Nalika harga printer 3D desktop turun, beuki loba jalma anu bisa nengetan ngembangkeun industri percetakan 3D.

Taun 2013, Présidén AS Barack Obama nyarioskeun percetakan 3D dina alamat State of the Union na salaku mode utama produksi masa depan, ngajantenkeun "percetakan 3D" mangrupikeun kecap konci anu mutlak. Ayeuna, tempatna dina pikiran umum pisan menonjol. Beuki loba pausahaan leutik jeung sedeng-ukuran nyokot kauntungan tina prototyping béaya rendah disadiakeun ku percetakan 3D, pinuh integrasi kana iteration maranéhanana, inovasi jeung prosés produksi.

mobil konsep percetakan 3D

Sajauh ngeunaan aplikasi konstruksi, imah dicitak 3D ayeuna janten kanyataan. Jalma dipindahkeun kana imah dicitak 3D pikeun kahiji kalina dina 2018. Imah ngabogaan wewengkon 1022 suku pasagi, nu pisan livable. Butuh waktu total dua poé pikeun nyitak.

Sistem klasifikasi percetakan 3D ngeunaan kamiripan sareng bédana antara manufaktur sareng percetakan 3D

Candak bal hollowed-kaluar sabagé conto. Aya leuwih ti belasan kembang dina beungeut cai. Upami éta diolah ku mesin tradisional, éta bakal nyusahkeun, sareng polana kedah dirobih hiji-hiji. Sareng upami anjeun milih percetakan 3D, teu aya runtah bahan, janten ogé gaduh nami anu disebut manufaktur aditif, anu hartosna metode ngumpulkeun bahan anu laun dianggo pikeun ngahasilkeun bagian fisik. Metodeu tradisional nyaéta nyieun cikal kahiji, teras cabut kaleuwihan bahan, sareng bahan sésana nyaéta bentuk anu diperyogikeun. Lamun masalah dideteksi, perlu pikeun muka kapang jeung ngaropéa eta; bari percetakan 3D ngagunakeun saeutik demi saeutik akumulasi bahan, anjeun bisa gancang ningali produk rengse.

realisasi téhnologi percetakan 3D

Téknologi percetakan 3D diterapkeun pikeun produksi industri. Anu kedah dianggo pikeun percetakan 3D sanés objék fisik, tapi modél digital. Upami anjeun hoyong 3D nyitak objék nyata di hareup anjeun, mangka anjeun kudu make komputer pikeun model eta, atawa ngagunakeun scanner 3D ka digitus objék nyata, nyaeta, model 3D, sarta anjeun bisa nyitak kaluar hal dina jadi saeutik salaku lima belas menit. Ayeuna, téknologi percetakan 3D dibagi kana opat kategori utama: FDM, DLP / SLA, sareng SLS

SLS-- prosés molding sintering laser

SLS mangrupakeun bubuk rélatif tinggi-tech nu melts dina kaayaan-suhu luhur irradiation laser. Nyebarkeun lapisan bubuk ipis dina workbench, sarta nyeken cross-bagian tina lapisan jeung sinar laser pikeun ngangkat suhu ka titik lebur, ku kituna pikeun ngawujudkeun sintering jeung beungkeutan, ulang bubuk nyebarkeun, sintering, grinding, sarta drying dugi model kabentuk. Nyatana, percetakan 3D nyaéta percetakan 2D deui-deui. Lamun nyiksikan hiji obyék pisan ipis, anjeun bakal manggihan yén unggal sapotong boga bentuk. Upami anjeun ngahijikeun sadaya bentuk, anjeun kéngingkeun objék struktur tilu diménsi. Ku kituna kami nganggo laser ngagambar grafik. Résistansi bagian SLS dibentuk ka lingkungan (suhu, kalembaban, sareng korosi kimiawi) sami sareng bahan termoplastik; bari lalawanan bagian SLA dijieun relatif goréng, Contona, workpieces sla dijieun kalawan résin epoxy susceptible kana Uap jeung bahan kimia. Korosi, éta bakal soften jeung Lungsi dina lingkungan luhur 38 ° C, tapi akurasi ngabentuk luhur.

SLA - prosés molding stereoolithography

SLA mangrupakeun téhnologi lampu-curing, nu kawilang dimekarkeun di Cina ayeuna. "Stereolithography" nyaéta nalika sinar laser outlines bentuk lapisan kahiji objék dina beungeut résin cair, lajeng platform produksi ieu lowered ku jarak nu tangtu (antara 0.05-0.025mm), lajeng lapisan solidified ieu immersed dina résin cair, jeung saterusna. Résin anu dianggo nyaéta résin fotosensitif, anu bakal ngabentuk kaayaan padet saatos disinari ku sinar laser, sareng modél ngabentukna gancang sareng tepat.

DLP-- prosés molding stereolithography

DLP ngolah lampu digital, katelah téknologi laser shaping. Téknologi percetakan DLP 3D ngagaduhan seueur kamiripan sareng téknologi percetakan SLA 3D. Upami produksi diibaratkeun sapertos ngagambar bunderan nganggo pensil, maka téknologi SLA sami sareng ngagambar lapisan demi lapisan, sedengkeun DLP sami sareng stamping langsung. Produksi masal urang pursuing boga dua titik pohara penting, hiji efisiensi, sarta séjén - biaya bahan. Aya printer 3D anu tiasa nyitak ratusan kali langkung gancang tibatan manufaktur tradisional, nyaéta téknologi tatap muka, anu dikembangkeun ku perusahaan di Shenzhen, Light Prism Technology. Butuh 2-5 jam pikeun nyitak bola kerung sareng percetakan FDM 3D tradisional, sareng peryogi sajam paling gancang, tapi ngan ukur peryogi 10 menit pikeun nyitak sareng téknologi raray-to-rupi panganyarna. Laju nyitak luar biasa. Sakali percetakan 3D ieu di pasar, Dampak dina karajinan tradisional masih hébat.

FDM --Fused Déposisi Molding Prosés

Dibandingkeun sareng téknologi DLP sareng SLS, téknologi FDM kawilang saderhana, janten gaduh panongton anu ageung sareng langkung gampang lebet ka kulawarga. Prototipe ieu langsung diwangun tina data 3D CAD ku ngagunakeun bahan termoplastik pikeun extruded kana filamén semi-molten, nu disimpen dina dasar lapisan-demi-lapisan. Kaunggulan tina téhnologi FDM nyaéta struktur mékanis basajan, desain gampang, ongkos manufaktur low, biaya pangropéa jeung biaya bahan, sarta euweuh polusi ka lingkungan. Ku alatan éta, FDM ogé téknologi panglobana dipaké dina printer 3D desktop rumah tangga. Éta mangrupikeun metode percetakan anu kawilang tradisional, anu henteu nganggo laser sareng béaya rendah, tapi akurasina henteu luhur sareng laju percetakan lambat pisan. Ieu mangrupikeun metode anu paling diaksés pikeun sadayana, sareng umumna dianggo dina pasar pendidikan.

Dampak Percetakan 3D dina Manufaktur sareng Karajinan Tradisional

Kaunggulan tina percetakan 3D

(1) Kustomisasi

Nyandak kedokteran gigi sabagé conto, huntu dulur béda-béda, tapi percetakan 3D tiasa ngabéréskeun kontradiksi antara produksi khusus sareng produksi masal, sareng ngahasilkeun massal implants, braces, jsb.

(2) sampel real-time

Kusabab laju gancang percetakan 3D, desainer ngarancang versi produk dina isuk-isuk, sarta pamingpin bisa ningali produk rengse di beurang, lajeng ngarancang versi sejen di 6 pm, sarta bisa ningali produk rengse isuk hareup, nu greatly accelerates ngembangkeun speed produk anyar. Lamun henteu utamana pajeulit, percetakan 3D bisa ngahasilkeun produk rengse dina 3 jam, bari proofing tradisional nyokot 4-6 minggu unggal waktu, jadi laju sakabéh desain industri ogé ningkat.

(3) Taya polusi

 Kusabab bahan baku anu diproduksi sadayana ramah lingkungan, sadaya prosés produksina nyaéta produksi anu bebas polusi. Henteu aya polusi tina limbah gas sareng cai limbah, sareng henteu aya runtah bahan sésa.

(4) Dataisasi

Nalika kedokteran gigi digital dewasa, syarat téknis pikeun dokter bakal dikirangan pisan. Pasén ngan ukur kedah nganggo alat pikeun nyeken dua menit di rumah sakit, sareng aranjeunna tiasa terang panyabab sareng solusi sadaya masalah dental.

Salaku tambahan, percetakan 3D ogé tiasa dianggo pikeun orthodontics, nyitak braces transparan khusus sareng ngaropéa. Salila bedah plastik, kudu huntu pindah ka kénca atawa ka hareup? Sabaraha milimeter pikeun mindahkeun? Baheula, bedah dental ngan ngandelkeun pangalaman pribadi dokter, tapi kedokteran gigi digital parantos ningkatkeun stabilitas operasi sareng nurunkeun ambang téknis pikeun dokter.

(5) Gancang

 Dibandingkeun sareng prosés industri tradisional, percetakan 3D henteu peryogi persiapan awal sapertos tanaga kerja sareng transportasi. Ieu ngan perlu mesin jeung bahan baku, sarta eta bisa nempatkeun kana produksi gancang.

(6) Otomatisasi

 Bisa disebutkeun yen aya ngan hiji printer 3D antara imajinasi maya jeung hal nyata. Produksi hiji-konci percetakan 3D ngaheéat loba biaya kuli jeung kasalahan manusa.