3D печатът превръща шпули от пластмасови нишки или тави със смола във физически предмети. 3D печатът изобщо не принадлежи на този свят. НАСА поддържа 3D принтер на Международната космическа станция и астронавтите могат да правят персонализирани инструменти (като този ключ за ремонт), без да се налага да ги летят в космоса.
3D печатът е приет от студенти, предприемачи, любители и големи фабрики. Тъй като 3D печатът позволява цифровите дизайни да бъдат преобразувани в осезаеми обекти, беше открит широк спектър от приложения.
Лекарят може да отпечата физически модел на анатомията на пациента, за да визуализира по-добре програмата и да демонстрира практиката. Фабричните инженери могат да създават персонализирани тела и тела, които спестяват време и намаляват щетите по време на производството. Общността насърчава предприемаческото пространство, преподава STEM умения и помага на стартиращи фирми за нов бизнес, създавайки нови работни места и местни възможности.
Докато 3D печатът се използва предимно за производството на пластмасови предмети, 3D печатът може да произвежда и метални предмети, въпреки че това е по-скъп и по-рядко срещан процес от пластмасовия 3D печат.
Резюме
Какво е 3D печат? 3D печатът е процесът на създаване на физически обекти от цифров модел. 3D печатът е процес на добавяне. Пластмасовите слоеве се изграждат един след друг, за да създават обекти.
Как 3D печатът влияе върху икономиката?
3D печатът е неразделна част от движението на производителя и е от полза за общността, образованието, предприемачите и традиционния бизнес. Той помага за насърчаване създаването на нови продукти и нови компании и преподава умения, които могат да бъдат превърнати в различни технически и професионални работни места.
Колко скъпо струва 3D печатът в сравнение с традиционните производствени процеси?
Това зависи. Това струва много по-малко и създава прототипи, тела, инструменти и приспособления с 3D печат много по-малко време. Въпреки това, след като се платят разходите за инсталиране и инструменти, традиционните техники за производство (като инжекционно формоване) могат да произвеждат обекти по-бързо и на по-ниска цена.
Как 3D печатът влияе на веригата за доставки?
3D печатът е идеален за краткосрочно производство и дребномащабно производство. Той също така позволява резервните части да се "съхраняват в облака", така че физически инвентар не се изисква преди обектът да е необходим. Чрез предоставянето на 3D обекти в световен мащаб в цифров вид и отпечатването им на местно ниво, разходите и времето за транспортиране могат да бъдат напълно премахнати.
Може ли 3D печатът да промени производството?
Производството претърпя огромни промени, а 3D печатът е един от елементите. Други фактори включват значително увеличение на обема и производителността на данните, подобрен анализ, подобрени човешки фактори и автоматизация на различни производствени процеси.
Какво е 3D печат?
3D печатът е процесът на създаване на предмети (обикновено пластмасови, но понякога метални или композитни материали) от цифров модел. Повечето 3D принтери добавят материал в много тънък слой наведнъж, поради което 3D принтерите се класифицират като „производство на добавки“.
Как работи производството на добавки?
Обикновено компютърните принтери работят по една линия. 3D принтерът е по-скоро като плотер, като движи печатащата глава по осите X и Y, за да нарисува шаблон. В случай на 3D принтер, 3D принтерът е триизмерен. След като шаблонът е нарисуван, печатащата глава се придвижва нагоре (или печатът се движи с лицето надолу), а другият шаблон се рисува върху първия.
Как работи 3D принтер?
Има няколко типа 3D принтери, но ние ще се съсредоточим върху два вида: моделиране с кондензирано отлагане (или FDM) и стереолитография (или SLA).
FDM започва с намотка с нажежаема жичка. Това обикновено са нишки с дебелина 1,75 или 2,85 мм, навити на шпиндела. FDM принтерът загрява нишката, екструдира през дюзата на екструдера и полага слой върху повърхността на изграждане. Тези слоеве са много тънки и когато всеки разтопен слой е положен отгоре на предишния слой, той се разтопява частично при охлаждане.
С течение на времето - понякога това отнема много време - обект се изгражда от стотици или хиляди от тези слоеве.
SLA започва с течна смола. Сградата се спуска в смолата (обикновено с главата надолу) и светлината (понякога от LCD, понякога от UV лазера) предизвиква химическа реакция в смолата, която се втвърдява. Когато всеки слой е изложен на светлина, принтерът повдига платформата за сглобяване леко от клетката на смолата, излагайки следващия слой.
FDM е най-често срещаната форма на 3D печат за екструдиране на материали. SLA е най-разпространената форма на фотополимерния 3D печат. Тези два метода на печат достигат достатъчно ниско ниво на разходите, което потребителите, аматьорите, учителите, предприемачите и малките предприятия могат да си позволят, но обикновено се ограничават до производството на пластмаса, пластмасови композитни материали и найлонови материали. ,
Могат да се използват и други форми на 3D принтери, но изискват големи разходи за покупка. Те включват 3D печат с прахово легло (пускане на прах и след това образуване на синтез), производство на ламинат (свързване на листовете заедно и след това изрязването им), насочване на енергийно отлагане (това донякъде е подобно, ако се роди родителят на заварчика и FDM принтер) и изработка на електронни лъчи без форма (изхвърляне на електронен лъч във вакуум за получаване на разтопен метал на базата на 3D модел).
Тези последни форми на 3D печат обикновено се използват за направата на метални части, докато FDM и SLA най-често се използват за изработка на пластмасови предмети.
Общото е, че те създават нови обекти, като постепенно добавят и смесват суровините.
Какво 3D печат не е
3D принтерът не е репликатор на Star Trek. Всеки, който има 3D принтер, ще ви каже, че щом гостът види принтера в действие, въображението им ще се развълнува. Почти веднага те ще започнат да извикват видовете артикули, които искат да правят. Често това не са дори съществуващи елементи, но те вярват, че магията на 3D печат може да създаде нови изобретения за една нощ.
Как 3D печатът влияе върху икономиката?
Точно както 3D печатът е фактор в тенденцията за трансформация на цифрови производства, 3D печатът е елемент на по-голяма икономическа тенденция и на възхода на движението на производителя.
Вълнуващ аспект на производството е неговата приобщаваност и неутралност на половете. Тя обхваща всичко - от изработка на кукли до дизайн на роботи, от скрапбукинг до изработка на мебели, от изработка на кожа до 3D печат. Това е дума, която съдържа всичко, което прави нещата чисти и прости.
Производството е различно от производството, въпреки че често води до производство. Когато някой проектира продукт и изгради прототип, помислете как да го направите. След като прототипът е в активно производство, той е производство. Сега, комбинирайки производството на десктоп с краудфандинга, можете да проектирате много сложни прототипи, които след това се финансират от потенциални клиенти.
Предимства и недостатъци на FDM и SLA принтери
Тъй като FDM и SLA принтерите вече са достъпни за любители и професионалисти, те са най-често срещаният тип 3D принтер. Потребителската версия може да се използва за стотици долари, а професионалните машини за производство на прототипи и приспособления са на цена между 3 000 и 6 000 долара.
Това са технологиите за 3D печат, в които е най-вероятно да инвестирате.
FDM принтер
FDM е първата основна технология за любителски 3D печат, която все още е водеща на пазара по отношение на предлагането и продажбите на марка и продукт.
Едно от основните предизвикателства на 3D печат е да получи успешен печат на обекта. Печатането не бе успешно, тъй като отложената пластмаса се загрява или охлажда твърде бързо, тъй като слоят не се свързва успешно, защото отпечатъкът се отделя от печатната повърхност на изграждащата плоча поради запушване на нишките в екструдера, както и различни други производствени проблеми.
FDM принтерите могат да печатат в най-различни пластмаси. Всяка пластмаса има различни характеристики, които правят печат по-лесен или по-труден и дават различни характеристики в готовата част.
Най-често срещаният тип нажежаема жичка е PLA (полилактична киселина), която се отпечатва много лесно, но може да бъде много чуплива и да се деформира на слънце.
Найлонът е много гъвкав, но той обикновено изисква много изкривяване, за да работи настройките му за печат.
ABS е по-силен (направен е от LEGO), но скоростта му на охлаждане обикновено причинява изкривяването на основата да изкриви целия отпечатък. Освен това има неприятна миризма и умерено токсични изпарения.
Някои доставчици инжектират основни пластмаси (предимно PLA) в други материали, включително дърво, метал и въглеродни влакна. Всяка от тях променя характеристиките на готовия отпечатан обект.
Повечето FDM принтери имат екструдер, който може да отпечатва по една ролка от нишки наведнъж. По-модерните (и скъпи) FDM принтери могат да отпечатват две, три, четири или повече нишки наведнъж, което позволява на принтера да смесва цветове, функционални свойства (като твърда пластмаса и гъвкави панти) и разтворими поддържащи материали.
Печатът е съставен от низ от разтопена пластмаса, така че надвисването може да бъде проблем. Въпреки че FDM принтерите обикновено могат да отпечатват кръгове или ъгли до 45-60 градуса, те не могат да отпечатват върху въздушната междина, тъй като разтопената пластмаса просто ще потъне в празнината.
За да компенсират големите пропуски, повечето принтери ще произвеждат поддръжка или временна пластмасова кула, която може да поддържа областта на моста. Монофилният принтер използва същия материал като самия обект и има различни настройки, които улесняват премахването на поддръжката.
Двойните нишкови принтери често печатат с разтворим поддържащ материал като PVA (поливинил алкохол), който е почти същия материал, от който е направено лепилото на Elmer's. След завършване на печата с двойна нишка, той се потапя във вода с часове (или понякога дни) и PVA се разтваря, оставя непокътнат отпечатък с отворените празнини, които дизайнерът е предвидил за крайния обект.
Тъй като FDM принтерите се печатат на слоеве, ориентацията на обекта, който се отпечатва, може да бъде важна. Връзките между слоевете често са по-слаби от линейните серии от пластмаса. По този начин, поставянето на леглото трябва да отчита това за всички предмети, които е вероятно да са подложени на стрес.
FDM принтерите се предлагат в различни размери. Колкото по-голям е размерът, толкова по-предизвикателно е отпечатъкът, защото често е трудно да се балансират топлинните характеристики в рамките на цялата площ на изграждане.
Принтерите FDM предлагат и различни размери на дюзите. Колкото по-голяма е дюзата, толкова повече материал се екструдира в минута, но по-малко рафиниран е крайният резултат. Колкото по-малък е дюзата, толкова по-подробно ще бъде отпечатъкът. Печатът с големи дюзи или малки дюзи ще доведе до други предизвикателства, често свързани с опори, мостове и управление на топлината.
SLA принтер
SLA принтерите имат много функции, които ги извеждат от основния поток:
Течните смоли, които използват, са силно токсични в невтвърдената си форма. Ако го получите, това може да причини болезнени изгаряния или обриви.
Готовият отпечатък трябва да се обработи във вана и след това да се излекува. Те ще се деформират през това време на обработка. Те също са токсични.
SLA принтерите са по-тромави от FDM принтерите поради течните смоли и ваните за обработка.
SLA принтерите обикновено имат много малки площи за сглобяване, което води до обикновено малки разпечатки. Смолите обикновено са формулирани специално за конкретен принтер, така че потребителят може да заключи продукта на доставчика, което може да ограничи избора на материал и цвят.
Въпреки това SLA принтерите стават все по-популярни, главно защото произвеждат отпечатъци с много фини детайли и няколко слоя слоеве. Това ги прави особено подходящи за създаване на образци на бижутерийни дизайни и щанци, малки медицински и стоматологични дизайни и хобита, като моделни релси и миниатюри за игри.
Дизайн и подготовка на щампи
Процесът на преминаване от творчески към 3D отпечатани обекти трябва първо да премине две технологии на софтуерните инструменти: софтуер за 3D моделиране (или CAD) и резец.
Софтуер за 3D моделиране
Софтуерът за 3D моделиране (известен също като CAD (за компютърно проектиране)) може да се разглежда като двигател за създаване на 3D модели. По същия начин можете да използвате Photoshop за създаване на графика, Illustrator за създаване на илюстрации или Word за създаване на статии като този и CAD софтуер за създаване на 3D модели.
Има много CAD програми навън и всяка програма е най-подходяща за различни задачи. Редувам TinkerCAD и Fusion 360, в зависимост от това дали трябва да изградя бърза част или по-сложен дизайн.
Slicer
Програмата CAD генерира виртуален модел на 3D обекта. Но повечето 3D печат се извършва слой по слой. Процесът на преобразуване на 3D дизайн в серия от движения на машината в двуизмерна равнина (и след това преместване на равнината) е задачата на програмата за рязане.
Прочетете повече: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/