3D tiskanje pretvarja tuljavo plastičnih filamentov ali smolnih pladnjev v fizične predmete. 3D tiskanje sploh ne pripada temu svetu. NASA vzdržuje 3D tiskalnik na Mednarodni vesoljski postaji, astronavti pa lahko izdelajo orodja po meri (kot je ta ključ za popravilo), ne da bi jih morali prenašati v vesolje.
3D tiskanje so sprejeli študenti, podjetniki, amaterji in velike tovarne. Ker 3D tiskanje omogoča pretvorbo digitalnih modelov v oprijemljive predmete, je bila odkrita široka paleta uporab.
Zdravnik lahko natisne fizikalni model bolnikove anatomije, da bolje prikaže program in pokaže prakso. Tovarniški inženirji lahko ustvarijo po meri opremljene elemente, ki prihranijo čas in zmanjšajo škodo med izdelavo. Skupnost spodbuja podjetniški prostor, poučuje STEM veščine in pomaga novoustanovljenim podjetjem pri ustvarjanju novih delovnih mest in lokalnih priložnosti.
3D tisk se uporablja predvsem za izdelavo plastičnih predmetov, 3D tisk pa lahko proizvaja tudi kovinske predmete, čeprav je to dražji in manj običajen proces kot 3D tiskanje.
Povzetek
Kaj je 3D tisk? 3D tiskanje je proces ustvarjanja fizičnih objektov iz digitalnega modela. Tiskanje 3D je postopek dodajanja. Plastne plasti so zgrajene ena za drugo za ustvarjanje objektov.
Kako 3D tiskanje vpliva na gospodarstvo?
3D tiskanje je sestavni del gibanja proizvajalca in koristi skupnosti, izobraževanju, podjetnikom in tradicionalnim podjetjem. Pomaga spodbujati ustvarjanje novih izdelkov in novih podjetij ter uči veščine, ki jih je mogoče pretvoriti v različne tehnične in strokovne službe.
Kako drago je 3D tiskanje v primerjavi s tradicionalnimi proizvodnimi procesi?
To je odvisno. Stane veliko manj in ustvarja prototipe, napeljave, orodja in napeljave s 3D tiskanjem veliko manj časa. Toda, ko so stroški namestitve in orodja plačani, lahko tradicionalne proizvodne tehnike (kot je brizganje) proizvajajo predmete hitreje in z nižjimi stroški.
Kako 3D tiskanje vpliva na dobavno verigo?
3D tiskanje je idealno za kratkoročno proizvodnjo in majhno proizvodnjo. Prav tako omogoča, da se rezervni deli "shranijo v oblaku", zato fizični inventar ni potreben, preden je predmet potreben. Z zagotavljanjem 3D-predmetov v svetovnem merilu v digitalni obliki in njihovega lokalnega tiskanja je mogoče popolnoma odpraviti stroške in čas prevoza.
Ali lahko 3D tiskanje spremeni proizvodnjo?
Proizvodnja poteka v izjemnih spremembah, 3D tiskanje pa je eden od elementov. Drugi dejavniki vključujejo znatno povečanje obsega podatkov in pretočnosti, izboljšano analizo, izboljšanje človeških dejavnikov in avtomatizacijo različnih proizvodnih procesov.
Kaj je 3D tisk?
3D tiskanje je proces ustvarjanja predmetov (običajno plastičnih, vendar včasih kovinskih ali kompozitnih materialov) iz digitalnega modela. Večina 3D tiskalnikov dodaja material na zelo tanek sloj hkrati, zato so 3D tiskalniki razvrščeni kot "aditivna proizvodnja".
Kako deluje aditivna proizvodnja?
Računalniški tiskalniki običajno delujejo po eno vrstico. Tiskalnik 3D je bolj podoben risarju, ki premika tiskalno glavo vzdolž osi X in Y, da nariše vzorec. Pri 3D tiskalniku je 3D-tiskalnik tridimenzionalen. Ko je vzorec narisan, se tiskalna glava premakne navzgor (ali se tiskanje premakne z licem navzdol), drugi vzorec pa je narisan na prvi.
Kako deluje tiskalnik 3D?
Obstaja več vrst 3D tiskalnikov, vendar se bomo osredotočili na dve vrsti: modeliranje z zloženim nanosom (ali FDM) in stereolitografijo (ali SLA).
FDM se začne z žarilno nitko. To so navadno 1,75 ali 2,85 mm debele niti, ki so navite na vreteno. FDM tiskalnik segreje žarilno nitko, jo iztisne skozi šobo ekstruderja in položi plast na površino. Te plasti so zelo tanke in ko se vsak staljeni sloj položi na vrh predhodne plasti, se po ohlajanju delno topi.
Sčasoma - včasih traja veliko časa - objekt je zgrajen iz več sto ali tisoč teh plasti.
SLA se začne s tekočo smolo. Gradbeni pladenj se spušča v smolo (navadno navzdol) in svetloba (včasih z LCD-ja, včasih iz UV-laserja) povzroči kemično reakcijo v smoli, ki se strdi. Ko je vsak sloj izpostavljen svetlobi, tiskalnik nekoliko dvigne ploščad za gradnjo stran od smolne celice in izpostavi naslednjo plast.
FDM je najpogostejša oblika 3D tiskanja materiala. SLA je najpogostejša oblika fotopolimernega 3D tiskanja. Ti dve metodi tiskanja sta dosegli dovolj nizko raven stroškov, ki si jo lahko privoščijo potrošniki, amaterji, vzgojitelji, podjetniki in mala podjetja, vendar so običajno omejeni na proizvodnjo plastičnih mas, plastičnih kompozitov in najlonskih materialov. .
Uporabite lahko tudi druge oblike 3D tiskalnikov, ki pa zahtevajo velike stroške nakupa. Med njimi so 3D tiskanje na prašno posteljo (spuščanje prahu in tvorjenje fuzije), izdelava laminatov (lepljenje listov skupaj in nato rezanje), usmerjeno energetsko odlaganje (to je nekoliko podobno, če sta bila izdelana varilec in FDM tiskalnik) in elektronska proga (izvržemo elektronski žarek v vakuumu, da dobimo staljeno kovino na osnovi 3D modela).
Te zadnje oblike 3D tiskanja se običajno uporabljajo za izdelavo kovinskih delov, medtem ko se FDM in SLA najpogosteje uporabljajo za izdelavo plastičnih predmetov.
Vse skupaj je, da ustvarjajo nove predmete s postopnim dodajanjem in mešanjem surovin.
Kaj 3D tiskanje ni
Tiskalnik 3D ni replikator Star Trek. Vsakdo s 3D tiskalnikom vam bo povedal, da bo takoj, ko bo gost videl tiskalnik v akciji, njihova domišljija navdušena. Skoraj takoj, bodo začeli klicati vrste predmetov, ki jih želijo izdelati. Pogosto to niso niti obstoječi predmeti, vendar verjamejo, da lahko čar 3D tiskanja čez noč ustvari nove izume.
Kako 3D tiskanje vpliva na gospodarstvo?
Tako kot je 3D tiskanje dejavnik v trendu digitalne predelave proizvodnje, je 3D tiskanje element večjega gospodarskega trenda in dvig proizvajalčevega gibanja.
Zanimiv vidik proizvodnje je njegova vključenost in spolna nevtralnost. Zajema vse od oblikovanja lutk do oblikovanja robotov, od albumov do izdelave pohištva, od izdelave usnja do 3D tiskanja. To je beseda, ki vsebuje vse, kar naredi stvari čiste in preproste.
Proizvodnja se razlikuje od proizvodnje, čeprav pogosto vodi v proizvodnjo. Ko nekdo oblikuje izdelek in izdela prototip, razmislite o izdelavi izdelka. Ko je prototip v aktivni proizvodnji, je proizvodnja. Zdaj, ko združujete namizno proizvodnjo z množičnim financiranjem, lahko oblikujete zelo zapletene prototipe, ki jih nato financirajo potencialne stranke.
Prednosti in slabosti tiskalnikov FDM in SLA
Ker so tiskalniki FDM in SLA že na voljo amaterjem in strokovnjakom, so najpogostejši tip 3D tiskalnika. Potrošniško različico lahko uporabimo za več sto dolarjev, profesionalne stroje za izdelavo prototipov in izdelavo armatur pa so med 3.000 in 6.000 $.
To so tehnologije 3D tiskanja, v katere boste najverjetneje vlagali.
FDM tiskalnik
FDM je prva mainstream amaterska tehnologija 3D tiskanja, ki še vedno vodi na trgu glede ponudbe blagovne znamke in izdelkov ter obsega prodaje.
Eden glavnih izzivov 3D tiskanja je uspešen tisk predmeta. Tiskanje ni uspelo, ker se odložena plastika segreva ali prehladi, ker se sloj ne veže uspešno, ker je odtis odtisnjen od površine tiskarske plošče zaradi zamašitve žarilne nitke v ekstruderju, kot tudi zaradi različnih drugih problemov proizvodnje.
FDM tiskalniki lahko tiskajo v različnih plastičnih materialih. Vsaka plastika ima različne značilnosti, zaradi katerih je tiskanje lažje ali težje in proizvaja različne lastnosti v končnem delu.
Najpogostejša vrsta filamentov je PLA (polilaktična kislina), ki jo je zelo enostavno natisniti, vendar je lahko zelo krhka in se na soncu deformira.
Nylon je zelo fleksibilen, vendar ponavadi zahteva veliko poigravanja, da lahko nastavitve tiskanja delujejo.
ABS je močnejši (narejen je iz LEGO), vendar njegova hitrost ohlajevanja običajno povzroči, da osnovna krivulja popači celoten tisk. Prav tako ima neprijeten vonj in zmerno strupene pare.
Nekateri dobavitelji vbrizgajo osnovne plastike (predvsem PLA) v druge materiale, vključno z lesom, kovino in ogljikovimi vlakni. Vsaka od teh sprememb spreminja lastnosti končnega tiskanega predmeta.
Večina FDM tiskalnikov ima iztiskalnik, ki lahko natisne en valj z žarilno nitko naenkrat. Naprednejši (in dragi) FDM tiskalniki lahko natisnejo dva, tri, štiri ali več filamentov hkrati, kar omogoča tiskalniku mešanje barv, funkcionalnih lastnosti (kot so trdne plastike in gibljive tečaji) in topnih podpornih materialov.
Tisk je sestavljen iz niza staljene plastike, zato je lahko previs. Čeprav FDM tiskalniki običajno tiskajo kroge ali kote do 45-60 stopinj, ne morejo tiskati na zračno režo, ker bo staljena plastika preprosto potonila v režo.
Da bi nadomestili velike vrzeli, bo večina tiskalnikov ustvarila podporo ali začasni plastični stolp, ki lahko podpira območje mostu. Monofilamentni tiskalnik uporablja isti material kot sam predmet in ima različne nastavitve, ki olajšajo odstranitev podpore.
Dvojni tiskalniki z žarilno nitko pogosto natisnejo z raztopljivim podpornim materialom, kot je PVA (polivinil alkohol), ki je skoraj enak materialu, iz katerega je izdelan Elmerjev lepilo. Ko je zaključek dvojnega filamenta zaključen, ga potopimo v vodo ure (ali včasih dni) in PVA se raztopi, pri čemer ostane nedotaknjen tisk z odprtimi prazninami, ki ga je oblikovalec namenil končnemu predmetu.
Ker tiskalniki FDM tiskajo v slojih, je lahko pomembna usmerjenost natisnjenega predmeta. Vezava med plasti je pogosto šibkejša od linearnih plasti. Zato je treba pri namestitvi na posteljo to upoštevati pri vseh predmetih, ki so verjetno pod stresom.
FDM tiskalniki imajo različne velikosti. Večja kot je velikost, bolj je zahtevno tiskanje, saj je pogosto težko uravnotežiti toplotne lastnosti v celotnem območju gradnje.
Tiskalniki FDM ponujajo tudi različne velikosti šob. Večja je šoba, več materiala je iztisnjeno na minuto, vendar manj končnega rezultata. Manjši kot je šoba, bolj podroben je tisk. Tiskanje z velikimi šobami ali majhnimi šobami bo uvedlo druge izzive, pogosto povezane s podporo, premostitvijo in upravljanjem toplote.
SLA tiskalnik
Tiskalniki SLA imajo veliko funkcij, zaradi katerih so izven mainstream:
Tekoče smole, ki jih uporabljajo, so zelo strupene v neobdelani obliki. Če ga dobite, lahko povzroči boleče opekline ali izpuščaje.
Končni tisk mora biti obdelan v kopeli in nato sušen. V tem času obdelave se bodo deformirale. Prav tako so strupene.
Tiskalniki SLA so težji od tiskalnikov FDM zaradi tekočih smol in obdelovalnih kopeli.
Tiskalniki SLA imajo običajno zelo majhna območja, zaradi česar so običajno majhni. Smole so običajno oblikovane posebej za določen tiskalnik, tako da lahko uporabnik zaklene dobaviteljevega izdelka, kar lahko omeji izbiro materiala in barve.
Kljub temu postajajo SLA tiskalniki vse bolj priljubljeni, predvsem zato, ker izdelujejo odtise z zelo natančnimi podrobnostmi in nekaj plasti plasti. Zaradi tega so še posebej primerne za izdelavo modelov nakita in umrl, malih medicinskih in zobozdravstvenih modelov ter hobije, kot so modelske železnice in miniaturne igre.
Oblikovanje in priprava odtisov
Postopek prehoda iz ustvarjalnega v 3D tiskane predmete mora najprej prestati dve tehnologiji programskega orodja: programsko opremo za 3D modeliranje (ali CAD) in rezalnik.
Programska oprema za 3D modeliranje
Programska oprema za 3D modeliranje (znana tudi kot CAD (za računalniško podprto načrtovanje)) je mogoče obravnavati kot ustvarjalni motor za 3D modele. Na enak način lahko uporabite Photoshop za ustvarjanje grafike, Illustrator za ustvarjanje ilustracij ali uporabo Worda za ustvarjanje člankov, kot je ta, in CAD programske opreme za ustvarjanje modelov 3D modelov.
Tam je veliko CAD programov in vsak program je najbolj primeren za različne naloge. Izmenjujem se med TinkerCAD in Fusion 360, odvisno od tega, ali moram zgraditi hiter del ali bolj zapleteno obliko.
Slicer
CAD program generira virtualni model 3D objekta. Toda večina 3D tiskanja poteka po plasti. Proces pretvarjanja 3D zasnove v vrsto strojnih gibov na dvodimenzionalni ravnini (in nato premikanje ravnine) je naloga programa za rezanje.
Preberite več: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/