3D басма ничек эшли?

Бер өстәмә җитештерү ысулы - 3D басма. Бу "өстәмә", чөнки ул материал блокына яки формага мохтаҗ урынына фактик әйберләр тудыру өчен материал катламнарын туплый һәм куша. Ул "гадәти" технологияләргә караганда катлаулырак геометрия төзи ала, еш кына тиз, арзан көйләү чыгымнары бар, һәм материаллар арта барган саен эшли. Инженерлык секторы аны аеруча прототип ясаганда һәм җиңел геометрияне үстергәндә куллана.

Өстәмә җитештерү һәм 3D басма

"3D принтер" термины еш ясаучы культурасы, үзешчәннәр һәм энтузиастлар, өстәл принтерлары, FDM кебек басу техникасы, ABS һәм PLA кебек арзан материаллар белән бәйләнгән. Бу өлешчә RepRap хәрәкәтеннән барлыкка килгән арзан өстәл принтерлары белән бәйле, оригиналь MakerBot һәм Ultimaker кебек, алар 3D принтерны демократияләштерүгә һәм 2009-нчы 3D басма күтәрелешенә ярдәм иткән.

3D полиграфия технологиясе: инновацион җитештерүнең киләчәге

3Dбастырутарих

3D басма концепциясе продуктлары 1970-нче елларда башланган. 1981-нче елда япон галиме доктор Кодама, кат-кат бастыру җитештерү ысулын беренче булып тасвирлаган, 3D принтерны сынап караган һәм шәхсән ультрафиолет нуры белән полимерлаштырылган SLA (стереолитография) 3D полиграфия технологиясе-фотосенсив резин ясаган.

Берничә елдан соң, Америка галиме Чарльз Халл шулай ук ​​SLA технологиясе буенча тирән тикшеренүләр үткәрде, һәм 1986-нчы елда SLA-ның беренче патентын тапшырды. 3D системаларын булдырды һәм 1988-нче елда SLA-1 беренче коммерция продуктын чыгарды. (Түбән рәсем)

SLA иң элек эшләнгән 3D полиграфия технологиясе дип әйтергә мөмкин, шулай итеп SLS (Селектив Лазер Синтеринг) һәм FDM (Fuse Deposition Modeling) кайчан булган?

1988-нче елда Америка Карл Декард Техас Университетында SLS технологиясен патентлады, бу тагын бер 3D бастыру техникасы, анда лазер җирле порошок кисәкчәләрен берләштерә. Шул ук елда, Стратасийга нигез салучыларның берсе Скотт Крумп, кушылган депозиция модельләштерү (FDM) өчен патент алу өчен гариза язды. 1980 елдан 1990 елга кадәр 3D басманың өч төп технологиясе патентланган, бу тармакта тиз үсеш чоры башланганын күрсәтә. .

Европада EOS GmbH 3D басма өчен дизайн системасы булдырды: Стереос "системасы. Бүгенге көндә аның сәнәгать өлкәсендә 3D басма модельләре пластмасса һәм металл өчен SLS 3D полиграфия технологиясе (Selective Laser Sintering) өчен бөтен дөньяда кулланыла.

1992-нче елда, FDM (Fuse Deposition Modeling) 3D полиграфия технологиясе патенты Stratasys тарафыннан рөхсәт ителде, ул күп профессионалларның һәм шәхесләрнең төрле ихтыяҗларын канәгатьләндерү өчен 3D принтерлар эшләде.

1993 - 1999 елларда 3D полиграфия тармагында төрле технологияләр барлыкка килде. Шул ук вакытта, яңа CAD программалары, һәм 3D модельләштерү программалары эшләнде, мәсәлән, Сандерс Прототибы (хәзерге Solidscape дип атала), ул беренче катнашучыларның берсе иде.

3D басма күп кырлы кушымталар

2008-нче елда беренче 3D басма протез чыкты, бу массакүләм мәгълүмат чараларында 3D басма өлешен арттырды. Кешеләр 3D принтерның традицион өлешләрне бастырып кына калмыйча, кеше тәнен ремонтлау өчен дә куллана алуын ачыкладылар. Бу искиткеч медицина 3D полиграфия проекты биологик әгъзаларның барлык өлешләрен берләштерә һәм алдагы җыюсыз "булганча" бастырыла ала. Бүгенге көндә, 3D сканерлау, 3D басма медицина протезлары һәм ортотика пациентларның ихтыяҗларын канәгатьләндерү өчен арзанрак һәм тизрәк бара. Моннан тыш, бу протезлар көннән-көн оптимизацияләнә һәм пациент морфологиясенә яраклаштырыла. 3D басма массакүләм персонализация өчен яңа мөмкинлекләр китерә. (рәсем өстәргә)

2009 ел - FDM патентлары массакүләм куллану өлкәсенә кергән ел, бу FDM 3D принтерларының киң инновацияләре өчен яңа юл ачты. Өстәл 3D принтерларның бәясе төшү белән, 3D полиграфия индустриясе үсешенә күбрәк кеше игътибар бирә алды.

2013-нче елда АКШ президенты Барак Обама Союз дәүләте адресында 3D бастыруны киләчәкнең төп җитештерү режимы итеп искә алды, һәм "3D принтер" абсолют сүзгә әйләнде. Хәзер аның җәмәгатьчелек фикерендәге урыны бик күренекле. Күпчелек кече һәм урта компанияләр 3D басма белән тәэмин ителгән аз чыгымлы прототиптан файдаланалар, аны кабатлау, инновацияләр һәм җитештерү процессларына тулысынча интеграцияләү.

3D басма концепция машинасы

Төзелеш кушымталарына килгәндә, 3D басма йортлар хәзер чынбарлыкка әйләнде. Кешеләр 3D басма йортларга беренче тапкыр 2018-нче елда күченделәр. Өйнең мәйданы 1022 квадрат метр, ул бик яшәргә мөмкин. Басу өчен барлыгы ике көн кирәк булды.

3D принтерның классификация системасы җитештерү һәм 3D басма арасындагы охшашлыклар һәм аермалар

Мисал итеп буш тупны алыгыз. Theир өстендә дистәдән артык чәчәк бар. Әгәр дә ул традицион эшкәртү белән эшкәртелсә, бу бик авыр булачак, һәм үрнәкләр бер-бер артлы үзгәртелергә тиеш. 3Dәм 3D принтерны сайласаң, материалның исрафы юк, шуңа күрә аның өстәмә җитештерү дигән исеме дә бар, димәк, физик өлешләр җитештерү өчен материалларны әкренләп туплау ысулы кулланыла. Традицион ысул - башта яралгы ясау, аннары артык материалны чыгару, калган материал кирәкле форма. Әгәр дә проблема ачыкланса, форманы ачып үзгәртергә кирәк; 3D басма материаль туплануны аз кулланса, әзер продуктны тиз күрә аласыз.

3D полиграфия технологиясен тормышка ашыру

3D полиграфия технологиясе сәнәгать производствосында кулланыла. 3D басма кулланырга кирәк физик объект түгел, ә санлы модель. Әгәр сез реаль объектны 3D итеп бастырырга телисез икән, сез аны модельләштерү өчен компьютер кулланырга тиеш, яки 3D сканер кулланып, реаль объектны, ягъни 3D модельне цифрлаштыру өчен, һәм сез әйберләрне унбиш минут эчендә бастыра аласыз. Хәзерге вакытта 3D полиграфия технологиясе дүрт төп категориягә бүленә: FDM, DLP / SLA, SLS

SLS - лазер синтеринг формалаштыру процессы

SLS - чагыштырмача югары технологияле порошок, ул лазер нурланышының югары температурасы шартларында эри. Эш урынына нечкә порошок катламын таратыгыз, һәм температураның эрү ноктасына кадәр күтәрелү өчен, катламның кисемтәсен сканерлагыз, шулай итеп синтеринг һәм бәйләнешне тормышка ашыру өчен, порошокның таралуын кабатлагыз, синтеринг, тарттыру һәм киптерү. Чынлыкта, 3D басма 2D бастыру. Әгәр дә сез әйберне бик нечкә итеп киссәгез, һәр кисәкнең формасы барлыгын күрерсез. Барлык формаларны бергә кушсаң, өч үлчәмле структура объектын аласың. Шуңа күрә без графиканы сызу өчен лазер кулланабыз. SLS формалашкан өлешләрнең әйләнә-тирә мохиткә каршы торуы (температура, дым, химик коррозия) термопластик материалларга охшаган; SLA формалашкан өлешләрнең каршылыгы чагыштырмача начар булса, мәсәлән, эпокси резиналар белән формалашкан SLA эш кисәкләре дымга һәм химик матдәләргә мохтаҗ. Коррозия, ул 38 ° C-тан югары шартларда йомшарыр һәм таралыр, ләкин формалашу төгәллеге югары.

SLA - стереолитографик формалаштыру процессы

SLA - җиңел дәвалаучы технология, ул хәзерге вакытта Кытайда чагыштырмача үсеш алган. "Стереолитография" - лазер нуры сыек резинаның өслегендә объектның беренче катлам формасын күрсәткәндә, аннары җитештерү платформасы билгеле бер дистанциягә төшә (0.05-0.025 мм арасында), аннары каты катлам сыек резинага чумган һ.б. Кулланылган резин - фотосенсив резин, ул лазер нуры белән нурланганнан соң нык хәл итәчәк, һәм формалаштыру моделе тиз һәм төгәл.

DLP - стереолитографик формалаштыру процессы

DLP санлы яктылык эшкәртү, лазер формалаштыру технологиясе буларак билгеле. DLP 3D полиграфия технологиясе SLA 3D полиграфия технологиясе белән бик охшаш. Әгәр производство карандаш белән түгәрәк сызу белән чагыштырылса, SLA технологиясе катлам буенча катламга тиң, ә DLP турыдан-туры мөһергә тиң. Без эзләгән массакүләм җитештерүнең ике мөһим пункты бар, берсе эффективлык, икенчесе материаль бәя. Традицион җитештерүгә караганда йөзләгән тапкыр тизрәк бастыра ала торган 3D принтер бар, ягъни Шеньчжэнь, Light Prism Technology компаниясе тарафыннан эшләнгән йөзгә-йөз технология. Традицион FDM 3D принтеры белән буш тупны бастыру өчен 2-5 сәгать кирәк, һәм иң тиз вакытта бер сәгать кирәк, ләкин соңгы технология белән бастыру өчен 10 минут вакыт кирәк. Басу тизлеге гаҗәп. Бу 3D басма базарда чыккач, традицион һөнәрчелеккә тәэсир әле дә зур.

FDM - Сакланган Депозиция формалаштыру процессы

DLP һәм SLS технологияләре белән чагыштырганда, FDM технологиясе чагыштырмача гади, шуңа күрә аның аудиториясе зур һәм гаиләгә керү җиңелрәк. Прототип турыдан-туры 3D CAD мәгълүматларыннан термопластик материал кулланып, ярым эретелгән филаментка экстрадицияләнә, ул катлам-катлам нигезендә урнаштырыла. ФДМ технологиясенең өстенлекләре - гади механик төзелеш, җиңел дизайн, аз җитештерү бәясе, хезмәт күрсәтү бәясе һәм материаль бәя, әйләнә-тирә мохитне пычрату юк. Шуңа күрә, FDM шулай ук ​​көнкүреш өстәл 3D принтерларында иң киң кулланылган технология. Бу чагыштырмача традицион бастыру ысулы, ул лазер кулланмый һәм бәясе аз, ләкин төгәллеге югары түгел һәм бастыру тизлеге бик әкрен. Бу һәркем өчен иң кулай ысул, һәм ул гадәттә мәгариф базарында кулланыла.

3D басманың җитештерүгә һәм традицион һөнәрчелеккә йогынтысы

3D басманың өстенлекләре

(1)

Стоматологияне мисал итеп алсак, һәркемнең тешләре төрле, ләкин 3D басма махсуслаштырылган җитештерү һәм массакүләм җитештерү арасындагы каршылыкны чишә ала, һәм масса махсуслаштырылган имплантлар, кашыклар һ.б. җитештерә.

2) реаль вакыт үрнәге

3D басма тизлеге аркасында, дизайнер иртә белән продуктның версиясен эшләп чыгара, һәм лидер әзер продуктны көндез күрә ала, аннары кичке 6да бүтән версиясен ясый, һәм әзер продуктны икенче көнне иртә белән күрә ала, бу яңа продукт тизлеген үстерүне тизләтә. Әгәр дә ул аеруча катлаулы булмаса, 3D басма 3 сәгать эчендә әзер продуктлар җитештерә ала, традицион дәлилләү һәрвакыт 4-6 атна дәвам итә, шуңа күрә сәнәгать дизайнының гомуми тизлеге дә яхшыра.

3) Пычрату юк

 Producedитештерелгән чимал экологик яктан чиста булганлыктан, бөтен җитештерү процессы пычранусыз җитештерү. Калдык газы һәм калдыклы су пычранмый, калган материаллар калдыклары юк.

(4) Мәгълүматлаштыру

Санлы стоматология җиткәч, табибларга техник таләпләр бик кимиячәк. Пациентларга инструментны больницада ике минут сканерлау өчен кулланырга кирәк, һәм алар барлык теш проблемаларының сәбәпләрен һәм чишелешләрен белә алалар.

Моннан тыш, 3D басма православие өчен дә кулланыла ала, персональләштерелгән һәм махсуслаштырылган ачык кашыкларны бастыру. Пластик операция вакытында тешләр сулга яки алга барырга тиешме? Ничә миллиметр хәрәкәтләнергә? Элек теш хирургиясе табибның шәхси тәҗрибәсенә генә таянган, ләкин санлы стоматология операциянең тотрыклылыгын арттырган һәм табиблар өчен техник чикне төшергән.

(5) Тиз

 Традицион сәнәгать процесслары белән чагыштырганда, 3D басма эшче көче һәм транспорт кебек алдан әзерләнүне таләп итми. Аңа машиналар һәм чимал гына кирәк, һәм аны тиз җитештереп була.

(6) Автоматизация

 Виртуаль фантазия белән реаль әйбер арасында бер генә 3D принтер бар дип әйтергә мөмкин. 3D басманың бер төп производствосы күп хезмәт чыгымнарын һәм кеше хаталарын экономияли.