Чопи 3D чӣ гуна кор мекунад?

Як усули иловагии истеҳсолӣ чопи 3D мебошад. Он "иловагӣ" аст, ки он танҳо қабатҳои маводро ҷамъ мекунад ва ба ҳам мепайвандад, то объектҳои воқеиро эҷод кунад, ба ҷои ниёз ба блоки мавод ё қолаб. Он метавонад нисбат ба технологияҳои "муқаррарӣ" геометрияҳои мураккабтарро созад, аксар вақт зуд аст, хароҷоти арзони муқарраршудаи насб дорад ва бо доираи афзояндаи мавод кор мекунад. Соҳаи муҳандисӣ аз он ба таври назаррас истифода мебарад, хусусан ҳангоми прототипсозӣ ва таҳияи геометрияҳои сабук.

Истеҳсоли изофӣ ва чопи 3D

Истилоҳи "чоп 3D" аксар вақт ба фарҳанги истеҳсолкунанда, ҳаводорон ва ҳаваскорон, принтерҳои мизи корӣ, усулҳои дастраси чоп ба монанди FDM ва маводи арзон ба монанди ABS ва PLA алоқаманд аст. Ин қисман ба принтерҳои дастраси мизи корӣ, ки аз ҳаракати RepRap ба вуҷуд омадаанд, ба мисли MakerBot ва Ultimaker-и аслӣ, ки ба демократикунонии чопи 3D ва авҷи чопи 3D дар соли 2009 саҳм гузоштаанд, вобаста аст.

Технологияи чопи 3D: Ояндаи истеҳсолоти инноватсионӣ

3Dчоп кардантаърих

Маҳсулоти консепсияи чопи 3D дар солҳои 1970 оғоз ёфт. Дар соли 1981, олими ҷопонӣ доктор Кодама, ки аввалин шуда усули истеҳсоли қабат-қабат чопи чопро тавсиф кард, чопи 3D-ро озмуд ва шахсан технологияи чопи 3D-қатрони фотоҳассосро, ки бо нурҳои ултрабунафш полимеризатсия шудааст, офарид.

Пас аз чанд сол, олими амрикоӣ Чарлз Халл низ дар бораи технологияи SLA тадқиқоти амиқ анҷом дод ва аввалин патенти SLA-ро дар соли 1986 пешниҳод кард. 3D Systems-ро таъсис дод ва аввалин маҳсулоти тиҷоратии худ SLA-1-ро дар соли 1988 баровард. (расми зер)

Гуфтан мумкин аст, ки SLA аввалин технологияи чопи 3D-и таҳияшуда мебошад, пас SLS (Selective Laser Sintering) ва FDM (Fused Deposition Modeling) кай пайдо шуданд

Дар соли 1988, амрикої Карл Декард технологияи SLS-ро дар Донишгоҳи Техас патент кард, ки ин як техникаи дигари чопи 3D мебошад, ки дар он лазер зарраҳои хокаро барои чоп ба таври маҳаллӣ муттаҳид мекунад. Дар ҳамон сол, Скотт Крамп, яке аз муассисони Stratasys, барои гирифтани патент барои моделсозии яклухт (FDM) муроҷиат кард. Аз соли 1980 то 1990, се технологияи асосии чопи 3D ҳама патент гирифта шуданд, ки оғози давраи рушди босуръати ин соҳаро нишон медиҳанд. .

Дар Аврупо, EOS GmbH як системаи тарроҳиро барои чопи 3D: системаи Стереоҳо" офаридааст. Имрӯз моделҳои чопи 3D дар бахши саноатӣ дар саросари ҷаҳон барои технологияи чопи SLS 3D (Selective Laser Sintering) барои пластикӣ ва металлҳои эътирофшуда истифода мешаванд.

Дар соли 1992, патенти технологияи чопи 3D FDM (Fused Deposition Modeling) аз ҷониби Stratasys иҷозат дода шуд, ки принтерҳои 3D-ро барои қонеъ кардани ниёзҳои гуногуни бисёр мутахассисон ва шахсони алоҳида таҳия кардааст.

Аз соли 1993 то соли 1999 дар саноати чопи 3D технологияҳои гуногун пайдо шуданд. Дар айни замон, нармафзори ҳарчи бештари нави CAD ва нармафзори моделсозии 3D таҳия карда шуданд, масалан, Sanders Prototype (ҳоло Solidscape номида мешавад), ки яке аз аввалин иштирокчиёни офаридашуда буд.

Барномаҳои бисёрсоҳавии чопи 3D

Дар соли 2008 аввалин протези чопшудаи 3D ба вуҷуд омад, ки ҳиссаи чопи 3D-ро дар ВАО боз ҳам афзоиш дод. Одамон дарёфтанд, ки чопи 3D метавонад на танҳо қисмҳои анъанавиро чоп кунад, балки барои таъмири бадани инсон низ истифода шавад. Ин лоиҳаи аҷиби чопи тиббии 3D тамоми қисмҳои узвҳои биологиро муттаҳид мекунад ва мумкин аст "чун мавҷуд аст" бидуни ҳеҷ гуна васлкунии минбаъда чоп карда шавад. Имрӯз, дар якҷоягӣ бо сканкунии 3D, протезҳои тиббии чопшудаи 3D ва ортотикҳо барои қонеъ кардани ниёзҳои беморон арзонтар ва тезтар мешаванд. Гузашта аз ин, ин протезҳо торафт бештар оптимизатсия карда мешаванд ва ба морфологияи бемор мутобиқ карда мешаванд. Чопи 3D барои фардикунонии омма имкониятҳои нав меорад. (тасвир илова кунед)

Соли 2009 соле буд, ки патентҳои FDM ба соҳаи истеъмоли оммавӣ ворид шуданд, ки роҳи навро барои навовариҳои васеъи чопгарҳои FDM 3D кушод. Бо поин рафтани нархи принтерҳои мизи кории 3D, шумораи бештари одамон тавонистанд ба рушди саноати чопи 3D таваҷҷӯҳ кунанд.

Дар соли 2013, Барак Обама, раисиҷумҳури Амрико, дар паёми худ чопи 3D-ро ба унвони шеваи аслии тавлиди оянда номид, ки "чопи 3D"-ро ба як вожаи мутлақ табдил додааст. Холо мавкеи он дар шуури чамъият хеле намоён аст. Бештар ва бештари ширкатҳои хурду миёна аз прототипсозии арзони чопи 3D истифода бурда, онро ба равандҳои такрорӣ, навоварӣ ва истеҳсолии худ пурра муттаҳид мекунанд.

Консепсияи мошини чопи 3D

Дар мавриди барномаҳои сохтмонӣ, хонаҳои чопи 3D ҳоло як воқеият мебошанд. Одамон бори аввал ба хонаҳои чопи 3D дар соли 2018 кӯчиданд. Хона дорои масоҳати 1022 метри мураббаъ аст, ки хеле қобили зиндагӣ аст. Барои чоп ҳамагӣ ду рӯз лозим шуд.

Системаи таснифоти чопи 3D оид ба монандиҳо ва фарқиятҳои байни истеҳсолот ва чопи 3D

Туби холишударо мисол мегирем. Дар рУи он зиёда аз дазор гул мавчуд аст. Агар он бо коркарди анъанавӣ коркард шавад, он хеле душвор хоҳад буд ва намунаҳо бояд як ба як тағир дода шаванд. Ва агар шумо чопи 3D-ро интихоб кунед, партови мавод вуҷуд надорад, аз ин рӯ, он инчунин ном дорад, ки истеҳсоли иловагиро дорад, ки маънои онро дорад, ки усули тадриҷан ҷамъ кардани мавод барои истеҳсоли қисмҳои ҷисмонӣ истифода мешавад. Усули анъанавӣ аз он иборат аст, ки аввал ҷанин сохта, баъд маводи зиёдатӣ хориҷ карда мешавад ва маводи боқимонда шакли зарурӣ мебошад. Агар мушкилот ошкор карда шавад, бояд қолабро кушоед ва онро тағир диҳед; дар ҳоле ки чопи 3D кам-кам ҷамъшавии маводро истифода мебарад, шумо метавонед маҳсулоти тайёрро зуд бубинед.

Татбиқи технологияи чопи 3D

Технологияи чопи 3D дар истеҳсолоти саноатӣ татбиқ карда мешавад. Он чизе ки чопи 3D бояд истифода шавад, на объекти ҷисмонӣ, балки модели рақамӣ аст. Агар шумо хоҳед, ки объекти воқеиро дар пеши шумо 3D чоп кунед, пас шумо бояд барои моделсозии он аз компютер истифода баред ё барои рақамӣ кардани объекти воқеӣ, яъне модели 3D-ро истифода баред ва шумо метавонед чизҳоро дар муддати камтар аз понздаҳ дақиқа чоп кунед. Дар айни замон, технологияи чопи 3D ба чор категорияи асосӣ тақсим мешавад: FDM, DLP/SLA ва SLS

SLS - раванди қолаби синтеризатсияи лазерӣ

SLS як хокаи нисбатан баландтехнологӣ мебошад, ки дар шароити ҳарорати баланди радиатсияи лазерӣ гудохта мешавад. Як қабати хокаи тунукро ба рӯи коргоҳ паҳн кунед ва буридани қабатро бо нури лазер скан кунед, то ҳароратро то нуқтаи обшавӣ баланд бардоред, то синтеризатсия ва пайвастшавӣ ба амал ояд, паҳн кардани хока, синтеризатсия, суфтан ва хушккуниро такрор кунед, то он даме, ки модел пайдо шавад. Дарвоқеъ, чопи 3D такроран чопи 2D мебошад. Агар шумо ашёро хеле тунук буред, шумо хоҳед дид, ки ҳар як порча шакл дорад. Агар шумо ҳамаи шаклҳоро якҷоя кунед, шумо объекти сохтори се андоза мегиред. Ҳамин тавр, мо лазерҳоро барои кашидани графика истифода мебарем. Муқовимати қисмҳои қолаби SLS ба муҳити атроф (ҳарорат, намӣ ва зангзании кимиёвӣ) ба маводи термопластикӣ монанд аст; дар ҳоле ки муқовимати қисмҳои қолаби SLA нисбатан заиф аст, масалан, қисмҳои кории SLA, ки бо қатрони эпоксид сохта шудаанд, ба намӣ ва кимиёвӣ осебпазиранд. Коррозия, он дар муҳити болотар аз 38 ° C нарм ва каҷ мешавад, аммо дақиқии ташаккул баланд аст.

SLA - раванди шаклбандии стереолитография

SLA технологияи муолиҷаи рӯшноист, ки дар айни замон дар Чин нисбатан таҳия шудааст. «Стереолитография» ин аст, ки нури лазер шакли қабати якуми ашёро дар рӯи қабати моеъ нишон медиҳад ва баъд платформаи истеҳсолӣ ба масофаи муайян (байни 0,05-0,025 мм) паст карда мешавад ва сипас қабати сахтшуда ба қатрони моеъ ғарқ мешавад ва ғайра. Қатроне, ки истифода мешавад, як қатрони ҳассос аст, ки пас аз шуоъ кардан аз нури лазерӣ ҳолати сахтро ташкил медиҳад ва модели ташаккул зуд ва дақиқ аст.

DLP - раванди ташаккули стереолитография

DLP коркарди нури рақамӣ, ки ҳамчун технологияи ташаккули лазерӣ маълум аст. Технологияи чопи DLP 3D бо технологияи чопи SLA 3D шабоҳатҳои зиёд дорад. Агар истеҳсолот ба кашидани доира бо қалам монанд карда шавад, пас технологияи SLA ба кашидани қабат ба қабат баробар аст, дар ҳоле ки DLP ба штампкунии мустақим баробар аст. Истехсоли оммавие, ки мо пеш мебарем, ду нуктаи хеле мухим дорад, яке самаранокй ва дигаре харочоти моддй. Принтери 3D мавҷуд аст, ки метавонад назар ба истеҳсоли анъанавӣ садҳо маротиба тезтар чоп кунад, яъне технологияи рӯ ба рӯ, ки онро як ширкати дар Шенҷен, Light Prism Technology таҳия кардааст. Барои чопи тӯби холӣ бо чопи анъанавии FDM 3D 2-5 соат вақт лозим аст ва барои зудтарин як соат вақт лозим аст, аммо барои чоп кардан бо технологияи навтарини рӯ ба рӯ ҳамагӣ тақрибан 10 дақиқа вақт лозим аст. Суръати чоп аҷиб аст. Пас аз он ки ин чопи 3D дар бозор аст, Таъсир ба ҳунарҳои анъанавӣ ҳоло ҳам бузург аст.

FDM --Раванди қолаби таҳшинсозии Fused

Дар муқоиса бо технологияҳои DLP ва SLS, технологияи FDM нисбатан содда аст, бинобар ин он дорои аудиторияи зиёд ва ворид шудан ба оила осонтар аст. Прототип мустақиман аз маълумоти 3D CAD бо истифода аз маводи термопластикӣ сохта шудааст, ки ба филаменти нимгудохта, ки дар қабат ба қабат гузошта мешавад, сохта мешавад. Бартариҳои технологияи FDM сохтори оддии механикӣ, тарҳрезии осон, арзиши пасти истеҳсолӣ, хароҷоти нигоҳдорӣ ва арзиши моддӣ ва ифлосшавии муҳити зист мебошанд. Аз ин рӯ, FDM инчунин технологияи васеъ истифодашаванда дар принтерҳои мизи кории 3D мебошад. Ин як усули нисбатан анъанавии чоп аст, ки лазерро истифода намебарад ва арзиши кам дорад, аммо дақиқӣ баланд нест ва суръати чоп хеле суст аст. Ин усул барои ҳама дастрастарин аст ва он одатан дар бозори маориф истифода мешавад.

Таъсири чопи 3D ба истеҳсолот ва ҳунарҳои анъанавӣ

Афзалиятҳои чопи 3D

(1) Мутобиқсозӣ

Стоматологияро мисол мегирем, дандонҳои ҳама гуногунанд, аммо чопи 3D метавонад ихтилофи байни истеҳсоли фармоишӣ ва истеҳсоли оммавиро ҳал кунад ва оммавӣ имплантҳои фармоишӣ, брассҳо ва ғайраҳоро истеҳсол кунад.

(2) намуна дар вақти воқеӣ

Аз сабаби суръати тези чопи 3D конструктор версияи махсулотро пагохй тар-тиб медихад ва рохбар дар нисфирузй махсулоти тайёрро мебинад ва баъд версияи дигарро соати 18 мебинад ва пагохии рузи дигар махсулоти тайёрро мебинад, ки ин суръати коркарди махсулоти навро хеле метезонад. Агар он махсусан мураккаб набошад, чопи 3D метавонад дар давоми 3 соат маҳсулоти тайёр истеҳсол кунад, дар ҳоле ки санҷиши анъанавӣ ҳар дафъа 4-6 ҳафта мегирад, аз ин рӯ суръати умумии тарҳи саноатӣ низ беҳтар мешавад.

(3) Не ифлосшавӣ

 Азбаски ашёи хоми истеҳсолшуда ҳама аз ҷиҳати экологӣ тоза аст, тамоми раванди истеҳсолот истеҳсоли ифлоскунанда нест. Дар ин чо ифлосшавии гази партов ва оби партов, исроф шудани масолехи бокимонда дида намешавад.

(4) Маълумотсозӣ

Вақте ки стоматологияи рақамӣ ба камол мерасад, талаботҳои техникӣ барои табибон хеле кам карда мешаванд. Ба беморон танҳо лозим аст, ки асбобро дар тӯли ду дақиқа дар беморхона скан кунанд ва онҳо метавонанд сабабҳо ва роҳҳои ҳалли ҳама мушкилоти дандонпизишкро донанд.

Илова бар ин, чопи 3D инчунин метавонад барои ортодонтия, чопи қавсҳои шаффофи фардӣ ва фармоишӣ истифода шавад. Ҳангоми ҷарроҳии пластикӣ дандонҳо бояд ба тарафи чап ё ба пеш ҳаракат кунанд? Чанд миллиметр ҳаракат кардан лозим аст? Дар гузашта ҷарроҳии дандонпизишкӣ танҳо ба таҷрибаи шахсии табиб такя мекард, аммо дандонпизишкии рақамӣ устувории ҷарроҳиро афзоиш дода, ҳадди ниҳоии техникиро барои табибон паст кардааст.

(5) Тез

 Дар муқоиса бо равандҳои анъанавии саноатӣ, чопи 3D омодагии пешакӣ, аз қабили қувваи корӣ ва нақлиётро талаб намекунад. Ба вай факат машинаю ашьёи хом лозим аст ва онро зуд дар истехсолот чорй кардан мумкин аст.

(6) Автоматизатсия

 Метавон гуфт, ки дар байни тасаввуроти виртуалӣ ва чизи воқеӣ танҳо як принтери 3D мавҷуд аст. Истеҳсоли як калидии чопи 3D хароҷоти зиёди меҳнат ва хатогиҳои инсониро сарфа мекунад.