3D druka pārveido plastmasas pavedienu spoles vai sveķu paplātes fiziskos objektos. 3D druka vispār nepieder šai pasaulei. NASA uztur 3D printeri Starptautiskajā kosmosa stacijā, un astronauti var veikt pielāgotus rīkus (piemēram, šo remonta atslēgu) bez nepieciešamības tos lidot kosmosā.
3D drukāšanu ir pieņēmuši studenti, uzņēmēji, amatieri un lielas rūpnīcas. Tā kā 3D drukāšana ļauj pārveidot digitālos dizainus materiālos objektos, ir atklāts plašs lietojumu klāsts.
Ārsts var izdrukāt pacienta anatomijas fizisko modeli, lai labāk vizualizētu programmu un demonstrētu praksi. Rūpnīcas inženieri var izveidot pielāgotus stiprinājumus un armatūru, kas ietaupa laiku un samazina bojājumus ražošanas laikā. Kopiena veicina uzņēmējdarbības telpu, māca STEM prasmes un palīdz jaunu uzņēmumu dibināšanai, radot jaunas darba vietas un vietējās iespējas.
Lai gan 3D drukāšana galvenokārt tiek izmantota plastmasas priekšmetu ražošanai, 3D drukāšana var ražot arī metāla priekšmetus, lai gan tas ir dārgāks un mazāk izplatīts process nekā plastmasas 3D apdruka.
Kopsavilkums
Kas ir 3D drukāšana? 3D drukāšana ir fizisko objektu izveides process no digitālā modeļa. 3D drukāšana ir pievienošanas process. Plastmasas slāņi tiek būvēti viens pēc otra, lai izveidotu objektus.
Kā 3D drukāšana ietekmē ekonomiku?
3D drukāšana ir neatņemama ražotāja kustības sastāvdaļa, un tā dod labumu kopienai, izglītībai, uzņēmējiem un tradicionālajiem uzņēmumiem. Tas palīdz veicināt jaunu produktu un jaunu uzņēmumu izveidi un māca prasmes, kuras var pārveidot par dažādām tehniskām un profesionālām darbavietām.
Cik dārga ir 3D druka salīdzinājumā ar tradicionālajiem ražošanas procesiem?
Tas atkarigs. Tas maksā daudz mazāk un rada daudz mazāk laika, izmantojot 3D drukāšanu. Tomēr, kad ir samaksātas uzstādīšanas un rīku izmaksas, tradicionālās ražošanas metodes (piemēram, iesmidzināšana) var radīt priekšmetus ātrāk un par zemākām izmaksām.
Kā 3D drukāšana ietekmē piegādes ķēdi?
3D druka ir ideāli piemērota īstermiņa ražošanai un maza apjoma ražošanai. Tas arī ļauj rezerves daļām "uzglabāt mākonī", tāpēc fiziskais inventārs nav vajadzīgs, pirms objekts nav nepieciešams. Sniedzot 3D objektus visā pasaulē digitālā formātā un drukājot tos lokāli, transporta izmaksas un laiku var pilnībā novērst.
Vai 3D drukāšana var mainīties?
Ražošanā notiek milzīgas izmaiņas, un 3D druka ir viens no elementiem. Citi faktori ir būtisks datu apjoma un caurlaides apjoma pieaugums, uzlabota analīze, uzlaboti cilvēku faktori un dažādu ražošanas procesu automatizācija.
Kas ir 3D drukāšana?
3D drukāšana ir objektu (parasti plastmasas, bet dažreiz metāla vai kompozītu materiālu) izveides process no digitālā modeļa. Lielākā daļa 3D printeru vienlaikus pievieno materiālu ļoti plānam slānim, tāpēc 3D printeri tiek klasificēti kā "piedevu ražošana".
Kā darbojas piedevu ražošana?
Datoru printeri parasti darbojas vienā rindā. 3D printeris ir vairāk kā ploteris, pārvietojot drukas galviņu pa X un Y asīm, lai zīmētu modeli. 3D printera gadījumā 3D printeris ir trīsdimensiju. Kad zīmējums ir izvilkts, drukas galviņa pārvietojas uz augšu (vai drukāšana virzās uz leju), bet otrs zīmējums tiek ņemts no pirmā.
Kā darbojas 3D printeris?
Ir vairāki 3D tipu printeri, bet mēs koncentrēsimies uz diviem veidiem: kausēta nogulsnēšanās modelēšana (vai FDM) un stereolitogrāfija (vai SLA).
FDM sākas ar kvēldiega spoli. Tās parasti ir 1,75 vai 2,85 mm biezas dzīslas, kas ir savītas uz vārpstas. FDM printeris uzsilda kvēldiegu, izspiež to caur ekstrudera sprauslu un uzklāj slāni uz virsmas. Šie slāņi ir ļoti plāni, un, kad katrs izkausētais slānis tiek likts uz iepriekšējā slāņa, tas atdzesējot daļēji kūst.
Laika gaitā - dažreiz tas aizņem daudz laika - objekts tiek būvēts no simtiem vai tūkstošiem šo slāņu.
SLA sākas ar šķidru sveķi. Izgatavošanas paplātes noliekas sveķos (parasti otrādi) un gaisma (dažreiz no LCD, dažreiz no UV lāzera) rada ķīmisku reakciju sveķos, kas sacietē. Kad katrs slānis ir pakļauts gaismas iedarbībai, printeris pacelšanas platformu nedaudz atdala no sveķu šūnas, pakļaujot nākamo slāni.
FDM ir visizplatītākais materiāla ekstrūzijas 3D drukāšanas veids. SLA ir visizplatītākais 3D poligrāfijas veids. Šīs divas drukāšanas metodes ir sasniegušas pietiekami zemu izmaksu līmeni, ko patērētāji, amatieri, pedagogi, uzņēmēji un mazie uzņēmumi var atļauties, bet tie parasti aprobežojas ar plastmasas, plastmasas kompozītu un neilona materiālu ražošanu. .
Var izmantot arī citas 3D printeru formas, taču tām ir nepieciešamas lielas iegādes izmaksas. Tie ietver pulvera gultas 3D drukāšanu (pulvera pilēšanu un pēc tam saplūšanu), lamināta ražošanu (līmēšanas loksnes kopā un pēc tam tos sagriež), virziena enerģijas uzkrāšanos (tas ir nedaudz līdzīgs, ja ir dzimis metinātājs un FDM printeris). (elektronu staru izspiešana vakuumā, lai izveidotu izkausētu metālu, pamatojoties uz 3D modeli).
Šīs pēdējās 3D drukas formas parasti izmanto metāla detaļu izgatavošanai, bet FDM un SLA visbiežāk tiek izmantotas plastmasas priekšmetu izgatavošanai.
Kopumā ir tas, ka tie rada jaunus objektus, pakāpeniski pievienojot un sajaucot izejvielas.
Kāda 3D druka nav
3D printeris nav Star Trek replikators. Ikviens, kuram ir 3D printeris, jums pateiks, ka tiklīdz viesis redzēs printeri darbībā, viņu iztēle būs satraukta. Gandrīz nekavējoties viņi sāks izsaukt veidu, ko viņi vēlas darīt. Bieži vien tie nav pat esošie priekšmeti, bet viņi uzskata, ka 3D drukāšanas burvība var radīt jaunus izgudrojumus nakti.
Kā 3D drukāšana ietekmē ekonomiku?
Tāpat kā 3D drukāšana ir faktors digitālās ražošanas transformācijas tendencē, 3D drukāšana ir lielākas ekonomiskās tendences un ražotāja kustības pieauguma elements.
Aizraujošs ražošanas aspekts ir tā iekļaušana un dzimumu neitralitāte. Tā aptver visu, sākot no lelles izgatavošanas līdz robota dizainam, sākot ar skrejceļošanu līdz mēbeļu izgatavošanai, no ādas izgatavošanas līdz 3D drukāšanai. Šis ir vārds, kas satur kaut ko, kas padara lietas tīru un vienkāršu.
Apstrādes rūpniecība atšķiras no ražošanas, lai gan tā bieži noved pie ražošanas. Kad kāds izstrādā produktu un izveido prototipu, apsveriet iespēju to izdarīt. Kad prototips ir aktīvā ražošanā, tas ražo. Tagad, apvienojot darbvirsmas ražošanu ar crowdfunding, varat izveidot ļoti sarežģītus prototipus, kurus pēc tam finansē potenciālie klienti.
FDM un SLA printeru priekšrocības un trūkumi
Tā kā FDM un SLA printeri jau ir pieejami amatieriem un profesionāļiem, tie ir visizplatītākais 3D printera veids. Patērētāju versiju var izmantot simtiem dolāru, un profesionālās mašīnas prototipu izgatavošanai un armatūras izgatavošanai ir no $ 3000 līdz $ 6000.
Tās ir 3D drukāšanas tehnoloģijas, kuras, visticamāk, investēsit.
FDM printeris
FDM ir pirmā visplašākā amatieru 3D drukāšanas tehnoloģija, kas joprojām ir tirgus līderis preču un preču piegādes un pārdošanas apjoma ziņā.
Viens no galvenajiem 3D drukāšanas uzdevumiem ir iegūt veiksmīgu objekta drukāšanu. Drukāšana neizdevās, jo nogulsnētais plastikāts pārāk ātri uzsildās vai atdziest, jo slānis nesaistās veiksmīgi, jo izdruka ir atdalīta no konstrukcijas plāksnes drukas virsmas, pateicoties kvēldiegu aizsprostam presē, kā arī dažādiem citiem ražošanas jautājumiem.
FDM printeri var izdrukāt dažādās plastmasās. Katram plastikam ir atšķirīgas īpašības, kas padara drukāšanu vieglāku vai sarežģītāku un rada atšķirīgas īpašības gatavajā daļā.
Visizplatītākais kvēldiega veids ir PLA (polilaktīnskābe), kas ir ļoti viegli izdrukājama, bet var būt ļoti trausla un deformēties saulē.
Nailons ir ļoti elastīgs, bet parasti nepieciešams daudz slepkavības, lai iegūtu drukas iestatījumus.
ABS ir spēcīgāks (tas ir izgatavots no LEGO), bet tā dzesēšanas ātrums parasti izraisa pamata līkumu, lai izkropļotu visu apdruku. Tam ir arī nepatīkama smaka un vidēji toksiski dūmi.
Daži piegādātāji ievada pamata plastmasu (galvenokārt PLA) citos materiālos, ieskaitot koksni, metālu un oglekļa šķiedru. Katrs no tiem maina gatavā drukātā objekta īpašības.
Lielākajai daļai FDM printeru ir ekstruderis, kas vienlaikus var izdrukāt vienu kvēldiega veltni. Attīstītāki (un dārgāki) FDM printeri var drukāt divus, trīs, četrus vai vairākus pavedienus vienlaikus, ļaujot printerim sajaukt krāsas, funkcionālās īpašības (piemēram, cietas plastmasas un elastīgas eņģes) un šķīstošus atbalsta materiālus.
Drukāšana sastāv no kūstoša plastmasas virknes, tāpēc pārsegums var būt problēma. Lai gan FDM printeri parasti drukā apļus vai leņķus līdz 45-60 grādiem, tie nevar drukāt uz gaisa spraugas, jo izkausētais plastmasas vienkārši iegremdē atstarpē.
Lai kompensētu lielos trūkumus, lielākā daļa printeru radīs atbalstu vai pagaidu plastmasas torni, kas var atbalstīt tilta teritoriju. Monopavediena printeris izmanto tādu pašu materiālu kā pats objekts, un tam ir dažādi iestatījumi, kas atvieglo atbalsta noņemšanu.
Dual kvēldiega printeri bieži drukā ar šķīstāmiem atbalsta materiāliem, piemēram, PVA (polivinilspirts), kas ir gandrīz tāds pats materiāls, kādu izgatavo Elmera līme. Kad divkāršo kvēldiegu drukāšana ir pabeigta, tā ir iegremdēta ūdenī stundām (vai dažreiz dienām), un PVS izšķīst, atstājot neskartu apdruku ar atvērtu tukšumu.
Tā kā FDM printeri drukā slāņos, drukājamā objekta orientācija var būt svarīga. Obligācijas starp slāņiem bieži ir vājākas nekā lineārie plastikāta posmi. Tādā veidā izvietošana uz gultas būtu jāņem vērā attiecībā uz visiem objektiem, kas varētu būt stresa apstākļos.
FDM printeri ir pieejami dažādos izmēros. Jo lielāks izmērs, jo izaicinājums drīzāk ir izaicinājums, jo bieži vien ir grūti līdzsvarot siltuma raksturlielumus pilnā būvlaukumā.
FDM printeri piedāvā arī dažādus sprauslu izmērus. Jo lielāks ir sprausla, jo vairāk materiāla tiek izspiesta minūtē, bet mazāk izsmalcināts galīgais rezultāts. Jo mazāka ir sprausla, jo detalizētāks ir izdruka. Drukāšana ar lielām sprauslām vai mazām sprauslām radīs citas problēmas, kas bieži vien ir saistītas ar balstiem, tiltu savienošanu un siltuma pārvaldību.
SLA printeris
SLA printeriem ir daudzas funkcijas, kas padara tās par galvenajām:
Tās izmantotie šķidrie sveķi ir ļoti toksiski nesasmalcinātā veidā. Ja to saņemat, tas var izraisīt sāpīgus apdegumus vai izsitumus.
Gatavā druka ir jāapstrādā vannā un pēc tam jāapstrādā. Šīs apstrādes laikā tās deformējas. Tie ir arī toksiski.
SLA printeri ir apgrūtinošāki nekā FDM printeri, kas rodas šķidru sveķu un apstrādes vannu dēļ.
SLA printeriem parasti ir ļoti mazas būvniecības zonas, kā rezultātā parasti tiek izdrukātas nelielas izdrukas. Sveķi parasti ir īpaši izstrādāti konkrētam printerim, tāpēc lietotājs var bloķēt piegādātāja produktu, kas var ierobežot materiālu un krāsu izvēli.
Tomēr SLA printeri kļūst arvien populārāki, galvenokārt tāpēc, ka tie rada izdrukas ar ļoti sīkām detaļām un dažiem slāņu slāņiem. Tas padara tos īpaši piemērotus juvelierizstrādājumu dizainu un noformējumu, mazu medicīnisko un zobārstniecības dizainu un hobiju, piemēram, dzelzceļa modeļu un spēļu miniatūru, prototipēšanai.
Izdruku projektēšana un sagatavošana
Pārvietojoties no radošiem uz 3D drukātiem objektiem, vispirms jāiziet divas programmatūras rīku tehnoloģijas: 3D modelēšanas (vai CAD) programmatūra un griezējs.
3D modelēšanas programmatūra
3D modelēšanas programmatūru (kas pazīstama arī kā CAD (datorizētas konstrukcijas)) var uzskatīt par 3D modeļu radīšanas dzinēju. Tādā pašā veidā varat izmantot Photoshop, lai izveidotu grafikas, Illustrator, lai izveidotu ilustrācijas, vai izmantot Word, lai izveidotu tādus rakstus kā šis, un CAD programmatūru 3D modeļu izstrādei.
Ir daudz CAD programmu, un katra programma ir vislabāk piemērota dažādiem uzdevumiem. Es nomainu starp TinkerCAD un Fusion 360 atkarībā no tā, vai man ir nepieciešams izveidot ātru daļu vai sarežģītāku dizainu.
Šķēlējs
CAD programma ģenerē 3D objekta virtuālo modeli. Bet lielākā daļa 3D drukāšanas tiek veikta pa slānim. 3D dizaina pārveidošana par mašīnu kustību sēriju divdimensiju plaknē (un pēc tam pārvietojot plakni) ir griezējprogrammas uzdevums.
Lasīt vairāk: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/