3D çap etmek nähili işleýär?

Bir goşmaça önümçilik usuly 3D çap etmekdir. Bu "goşmaça", sebäbi material ýa-da galyp gerek däl-de, hakyky zatlary döretmek üçin material gatlaklaryny birleşdirýär. "Adaty" tehnologiýalara garanyňda has çylşyrymly geometriýalary gurup bilýär, köplenç çalt, arzan kesgitlenen gurnama çykdajylary we barha ösýän materiallar bilen işleýär. In engineeringenerçilik pudagy, esasanam ýeňil geometriýalary prototip ýazanda we ösdürende ep-esli peýdalanýar.

Goşmaça önümçilik we 3D çap etmek

"3D çap etmek" adalgasy köplenç öndüriji medeniýeti, höwesjeňler we höwesjeňler, iş stoly printerleri, FDM ýaly elýeterli çap usullary we ABS we PLA ýaly arzan materiallar bilen baglanyşdyrylýar. Munuň bir bölegi, 3D çap etmegiň demokratiýalaşmagyna we 2009-njy ýylda 3D çap etmegiň ösmegine goşant goşan asyl MakerBot we Ultimaker ýaly RepRap hereketinden ýüze çykan elýeterli iş stoly printerleri bilen baglanyşykly.

3D çaphana tehnologiýasy: innowasiýa önümçiliginiň geljegi

3Dçap etmekTaryh

3D çap etmek düşünjesi önümleri 1970-nji ýyllarda başlandy. 1981-nji ýylda ilkinji gezek gatlak çap etmegiň önümçilik usulyny suratlandyran ýapon alymy doktor Kodama 3D çap etmegi synap gördi we ultramelewşe şöhlesi bilen polimerleşdirilen SLA (stereolitografiýa) 3D çaphana tehnologiýasy-fotosensiw rezini hut özi döretdi.

Birnäçe ýyldan soň Amerikaly alym Çarlz Hull hem SLA tehnologiýasy barada çuňňur gözleg geçirdi we 1986-njy ýylda SLA-nyň ilkinji patentini tabşyrdy. 3D ulgamyny esaslandyrdy we 1988-nji ýylda ilkinji söwda önümi SLA-1 çykardy. (Aşakdaky surat)

SLA-ny iň irki ösen 3D çaphana tehnologiýasy diýip bileris, şonuň üçin SLS (Saýlanan lazer sinteri) we FDM (Fuse Deposition Modeling) haçan boldy?

1988-nji ýylda Amerikaly Karl Dekard Tehas uniwersitetinde SLS tehnologiýasyny patentledi, bu bolsa lazeriň ýerli tozan bölejiklerini birleşdirmek üçin birleşdirýän 3D çap etmek usulydyr. Şol ýylda “Stratasys” -yň esaslandyryjylaryndan Skott Krump birleşdirilen depozit modelleri (FDM) üçin patent almak üçin ýüz tutdy. 1980-nji ýyldan 1990-njy ýyla çenli 3D çap etmegiň üç esasy tehnologiýasy hemmesi patentlenip, bu pudakda çalt ösüş döwrüniň başlangyjy boldy. .

OSewropada EOS GmbH 3D çap etmek üçin dizaýn ulgamyny döretdi: Stereos "ulgamy. Häzirki wagtda senagat pudagynda 3D çap edilen modelleri, plastmassa we metallar üçin SLS 3D çaphana tehnologiýasy (Saýlawly lazer sintering) üçin dünýäde ulanylýar.

1992-nji ýylda FDM (Fuse Deposition Modeling) 3D çaphana tehnologiýasy patenti, köp hünärmenleriň we şahsyýetleriň dürli isleglerini kanagatlandyrmak üçin 3D printerleri döreden Stratasys tarapyndan ygtyýarlandyryldy.

1993-nji ýyldan 1999-njy ýyla çenli 3D çaphana pudagynda dürli tehnologiýalar ýüze çykdy. Şol bir wagtyň özünde has köp täze CAD programma üpjünçiligi we 3D modelleme programma üpjünçiligi döredildi, mysal üçin döredilen ilkinji gatnaşyjylaryň biri bolan Sanders Prototype (häzirki Solidscape diýilýär).

Köp meýdanly programmalary 3D çap etmek

2008-nji ýylda ilkinji 3D çap edilen protez çykdy, bu bolsa metbugatda 3D çap etmegiň paýyny hasam artdyrdy. Adamlar 3D çap etmegiň diňe bir adaty bölekleri çap edip bolman, eýsem adam bedenini bejermekde hem ulanylyp bilinjekdigine göz ýetirdiler. Bu ajaýyp lukmançylyk 3D çaphana taslamasy biologiki agzanyň ähli böleklerini birleşdirýär we indiki gurnama bolmazdan "bolşy ýaly" çap edilip bilner. Häzirki wagtda 3D skaner, 3D çap edilen lukmançylyk protezleri we ortotika hassalaryň isleglerini kanagatlandyrmak üçin arzan we çaltlaşýar. Mundan başga-da, bu protezler has optimallaşdyrylýar we hassanyň morfologiýasyna uýgunlaşdyrylýar. 3D çap etmek köpçülikleýin şahsylaşdyrmak üçin täze mümkinçilikler getirýär. (surat goşuň)

2009-njy ýyl, FDM patentleriniň köpçülikleýin sarp ediş meýdanyna giren ýylydy, bu bolsa FDM 3D printerleriniň giňişleýin täzelenmegi üçin täze ýol açdy. Stol 3D printerleriniň bahasynyň arzanlamagy bilen, 3D çaphana pudagynyň ösüşine has köp adam üns berip bildi.

2013-nji ýylda ABŞ-nyň prezidenti Barak Obama “Union of the Union” adresinde 3D çap etmäni geljegiň esasy önümçilik usuly hökmünde belläp, “3D çap etmegi” mutlak söz boldy. Indi onuň köpçüligiň aňynda tutýan orny gaty görnüklidir. Gitdigiçe kiçi we orta göwrümli kompaniýalar, 3D çap etmek bilen üpjün edilen arzan bahaly prototipden peýdalanýarlar, ony iterasiýa, innowasiýa we önümçilik proseslerine doly goşýarlar.

3D çap ediji awtoulag

Gurluşyk programmalary barada aýdylanda bolsa, 3D çap edilen jaýlar indi hakykata öwrüldi. Adamlar ilkinji gezek 2018-nji ýylda 3D çap edilen jaýlara göçdüler. Jaýyň meýdany 1022 inedördül metr bolup, bu ýaşaýyş üçin gaty amatly. Çap etmek üçin jemi iki gün gerek boldy.

3D çap etmegiň klassifikasiýa ulgamy, önümçilik bilen 3D çap etmegiň arasyndaky meňzeşlikler we tapawutlar

Çukurly topy mysal hökmünde alyň. Theer ýüzünde ondan gowrak gül bar. Adaty işläp bejermek bilen işlenilse, gaty kyn bolar we nagyşlar birin-birin üýtgedilmelidir. 3D çap etmegi saýlasaňyz, material ýitirilmez, şonuň üçin onuň goşmaça önümçilik ady hem bar, bu materiallary kem-kemden ýygnamak usulynyň fiziki bölekleri öndürmek üçin ulanylýandygyny aňladýar. Adaty usul, ilki düwünçejigi ýasamak, soňra artykmaç materialy aýyrmak, galan material zerur görnüşdir. Mesele ýüze çykarylsa, galyby açmaly we üýtgetmeli; 3D çap etmek az mukdarda material ýygnamak bilen, taýýar önümi çalt görüp bilersiňiz.

3D çaphana tehnologiýasyny durmuşa geçirmek

3D çaphana tehnologiýasy senagat önümçiliginde ulanylýar. 3D çap etmegiň ulanmaly zady fiziki obýekt däl-de, sanly model. Hakyky obýekti 3D görnüşde çap etmek isleseňiz, ony modellemek üçin kompýuter ulanmaly ýa-da hakyky obýekti, ýagny 3D modelini sanlaşdyrmak üçin 3D skaner ulanmaly we on bäş minutyň içinde zatlary çap edip bilersiňiz. Häzirki wagtda 3D çaphana tehnologiýasy dört esasy kategoriýa bölünýär: FDM, DLP / SLA we SLS

SLS-- lazer sinterleme galyplaýyş prosesi

SLS, lazer şöhlelenmesiniň ýokary temperatura şertlerinde ereýän, ýokary tehnologiýaly poroşok. Iş stoluna inçe bir poroşok ýaýlaň we temperaturany ereýän nokada çenli ýokarlandyrmak üçin gatlagyň kesişýän ýerini lazer şöhlesi bilen gözden geçiriň, şeýle hem süzgüç we baglanyşygy amala aşyrmak üçin, poroşokyň ýaýramagyny, süzülmegini, üwemegini we gury görnüşini model döredilýänçä gaýtalaň. Aslynda, 3D çap etmek 2D çap etmekdir. Bir zady gaty inçe kesseňiz, her eseriň şekiliniň bardygyny görersiňiz. Thehli şekilleri bir ýere jemleseňiz, üç ölçegli gurluş obýektini alarsyňyz. Şonuň üçin grafika çyzmak üçin lazerleri ulanýarys. SLS galyndy bölekleriniň daşky gurşawa garşylygy (temperatura, çyglylyk we himiki poslama) termoplastiki materiallara meňzeýär; SLA galypdan ýasalan bölekleriň garşylygy birneme pes bolsa, mysal üçin epoksi rezin bilen ýasalan SLA iş bölekleri çyglylyga we himiki maddalara sezewar bolýar. Poslama, 38 ° C-den ýokary gurşawda ýumşar we çişer, ýöne emele geliş takyklygy ýokarydyr.

SLA - stereolitografiýa galyplary

SLA häzirki wagtda Hytaýda birneme ösen ýeňil bejeriş tehnologiýasydyr. "Stereolitografiýa", lazer şöhlesi suwuk reziniň üstündäki obýektiň birinji gatlak görnüşini görkezensoň, önümçilik platformasy belli bir aralyk (0.05-0.025mm aralygynda) peselýär, soňra gaty gatlak suwuk rezine çümýär we ş.m. Ulanylan rezin, lazer şöhlesi bilen şöhlelenenden soň berk ýagdaýy emele getirýän fotosensiw rezin bolup, emele getiriji model çalt we takykdyr.

DLP-- stereolitografiýa galyplaýyş prosesi

Lazer şekillendiriş tehnologiýasy diýlip atlandyrylýan DLP sanly ýagtylygy gaýtadan işlemek. DLP 3D çaphana tehnologiýasynyň SLA 3D çaphana tehnologiýasy bilen köp meňzeşligi bar. Önümçilik galam bilen tegelek çyzmak bilen deňeşdirilse, SLA tehnologiýasy gatlak boýunça çyzmaga deňdir, DLP bolsa göni möhür basmaga deňdir. Biziň yzarlaýan köpçülikleýin önümçiligimizde iki sany möhüm nokat bar, biri netijelilik, beýlekisi maddy çykdajy. Adaty önümçilikden ýüzlerçe esse çalt çap edip bilýän 3D printer bar, ýagny Şençzhenen şäherindäki “Light Prism Technology” kompaniýasy tarapyndan işlenip düzülen ýüzbe-ýüz tehnologiýa. Adaty FDM 3D çap etmek bilen içi boş topy çap etmek üçin 2-5 sagat gerek we iň çalt bir sagat gerek, ýöne iň täze tehnologiýa bilen çap etmek üçin bary-ýogy 10 minut gerek. Çap etmegiň tizligi haýran galdyryjy. Bu 3D çap bazara çykansoň, adaty senetlere täsiri henizem uly.

FDM - Ulanylan çöketlik galyplaýyş prosesi

DLP we SLS tehnologiýalary bilen deňeşdirilende, FDM tehnologiýasy birneme ýönekeý, şonuň üçin köp tomaşaçy bolýar we maşgala girmek has aňsat. Prototip, gönüden-göni 3D CAD maglumatlaryndan termoplastiki materialy ulanyp, ýarym eredilen süzgüçde gatlak-gatlak goýulýar. FDM tehnologiýasynyň artykmaçlyklary ýönekeý mehaniki gurluş, aňsat dizaýn, önümçiligiň pes bahasy, tehniki hyzmatyň bahasy we maddy bahasy we daşky gurşawa hapalanma. Şonuň üçin FDM öý iş stoly 3D printerlerinde iň giňden ulanylýan tehnologiýa. Lazer ulanmaýan we arzan bahasy bolan adaty çap usulydyr, ýöne takyklygy ýokary däl we çap etmegiň tizligi gaty haýal. Bu hemmeler üçin iň elýeterli usul we adatça bilim bazarynda ulanylýar.

3D çap etmegiň önümçilige we adaty senetçilige täsiri

3D çap etmegiň artykmaçlyklary

(1) Düzeltmek

Stomatologiýany mysal hökmünde alsak, her kimiň dişleri başga, ýöne 3D çap etmek ýöriteleşdirilen önümçilik bilen köpçülikleýin önümçiligiň arasyndaky gapma-garşylygy çözüp biler we köpçülikleýin ýöriteleşdirilen implantlar, ýaýlar we ş.m. öndürýär.

(2) real wagt nusgasy

3D çap etmegiň çaltlygy sebäpli dizaýner irden önümiň görnüşini dizaýn edýär, lider günortan taýýar önümi görüp, soň bolsa agşam sagat 6-da başga bir wersiýasyny dizaýn edip biler we täze önümleriň tizliginiň ösüşini ep-esli çaltlaşdyrýan ertesi gün irden taýýar önümi görüp biler. Aýratynam çylşyrymly bolmasa, 3D çap etmek 3 sagadyň içinde taýýar önümleri öndürip biler, adaty subutnama her gezek 4-6 hepde dowam edýär, şonuň üçin senagat dizaýnynyň umumy tizligi hem gowulaşýar.

(3) Hapalanma ýok

 Öndürilen çig malyň hemmesi ekologiýa taýdan arassa bolansoň, ähli önümçilik prosesi hapalanmaz önümçilikdir. Galyndy gazlaryň we galyndy suwlaryň hapalanmagy ýok, galan materiallaryň galyndylary ýok.

(4) Maglumatlaşdyrmak

Sanly stomatologiýa ýetişensoň, lukmanlar üçin tehniki talaplar ep-esli azalýar. Näsaglar hassahanada diňe iki minut skanirlemek üçin gural ulanmalydyrlar we ähli diş problemalarynyň sebäplerini we çözgütlerini bilip bilerler.

Mundan başga-da, 3D çap etmek ortodontika, şahsylaşdyrylan we ýöriteleşdirilen açyk ýaýlary çap etmek üçin hem ulanylyp bilner. Plastiki operasiýa wagtynda dişler çepe ýa-da öňe geçmelimi? Näçe millimetr hereket etmeli? Geçmişde diş operasiýasy diňe lukmanyň şahsy tejribesine daýanýardy, ýöne sanly stomatologiýa operasiýanyň durnuklylygyny ýokarlandyrdy we lukmanlar üçin tehniki çäkleri peseltdi.

(5) Çalt

 Adaty önümçilik prosesleri bilen deňeşdirilende, 3D çap etmek işçi güýji we transport ýaly deslapky taýýarlyklary talap etmeýär. Oňa diňe maşynlar we çig mal gerek, ony çalt öndürip bolýar.

(6) Awtomatlaşdyryş

 Wirtual hyýal bilen hakyky zadyň arasynda diňe bir 3D printeriň bardygyny aýdyp bolar. 3D çap etmegiň bir açar önümçiligi köp zähmet çykdajylaryny we adam ýalňyşlyklaryny tygşytlaýar.