Что такое 3D печать? 3D печать берет 3D компьютерную модель и превращает ее в настоящий объект. Это достигается путем добавления материала друг к другу, обычно слоя за раз, что позволяет сравнительно легко создавать практически любую форму.
Как работают 3D-принтеры
В большинстве домашних 3D-принтеров используется моделирование методом наплавки (FDM). При этом используется нить из пластика, немного похожая на нить. Нить подается из рулона в нагретую головку, которая расплавляет пластик. Чтобы начать производство детали, головка выдавливает расплавленный пластик на основание станка. Голова движется над кроватью, в 2D, осаждая первый слой материала.
Как только первый слой завершен, головка перемещается вверх на толщину первого слоя и начинает наносить следующий слой поверх него. Часть строится слой за слоем.
Принтер FDM показывает: пластиковую нить (а); нагретая головка (b), которая перемещается по осям x и y для образования слоя; строящаяся модель (с); вспомогательные сооружения также строятся (d); кровать, которая перемещается в z между каждым слоем (e); и открыть объем машины (F).
Популярные 3D-принтеры FDM включают MakerBot и Ultimaker. Вы даже можете создать свой собственный принтер, следуя инструкциям проекта RepRap с открытым исходным кодом .
Как использовать 3D-принтер
-
Загрузите 3D-модель, которую хотите распечатать, или создайте ее самостоятельно. Вы можете найти его для загрузки на Thingiverse или GrabCAD . Для разработки модели вы можете использовать Google SketchUp или Blender. Для технических деталей лучше использовать программное обеспечение автоматизированного проектирования (CAD), такое как SolidWorks.
-
Если это еще не так, преобразуйте вашу модель в формат 3D-печати , такой как файл .STL или .OBJ.
-
Импортируйте свою модель в программное обеспечение для нарезки, такое как MakerWare , Cura или Simplify 3D . MakerWare работает с 3D-принтерами MakerBot. Cura и Simplify 3D создают G-код, который работает с большинством 3D-принтеров.
-
Настройте сборку в вашем программном обеспечении для нарезки. Во-первых, вы должны решить, как ориентировать вашу модель на 3D-принтере. Для FDM вы хотите минимизировать свесы круче, чем 45 градусов, так как это потребует поддержки структур. При определении ориентации вы также можете подумать о том, как будет загружена модель, чтобы слои не были легко разделены, это немного похоже на использование зерна в дереве. Вы также можете контролировать, как структуры поддержки добавляются в модель.
Марина Скоропадская / Getty Images
Для экономии времени и материалов модели, как правило, не прочные. Вы указываете процент заполнения (обычно 10-35 процентов), количество слоев периметра (обычно 1-2) и количество нижнего и верхнего слоев (обычно 2-4). Есть много других вещей, которые следует учитывать при подготовке вашей модели для 3D-печати .
-
Экспортируйте программу, обычно это файл G-кода. Программное обеспечение для нарезки преобразует вашу модель и указанную вами конфигурацию сборки в набор инструкций. Ваш 3D-принтер будет следовать за этим, чтобы построить деталь.
-
Перенесите программу на 3D-принтер, используя SD-карту, USB или Wi-Fi.
-
Распечатайте модель на вашем 3D принтере.
vgajic / Getty Images
-
Когда 3D-принтер завершит сборку вашей модели, вам нужно будет удалить ее и, возможно, также очистить. Вы должны сломать любые опорные конструкции и стереть все оставшиеся комки с мелкой наждачной бумагой.
Другие типы 3D-печатных машин
В прошлом 3D-печать называли быстрым прототипированием, потому что именно для этого она использовалась. В современной промышленности 3D-принтеры теперь могут производить высококачественные детали, и обычно используется термин аддитивное производство. 3D-печать обычно используется для обозначения как промышленного аддитивного производства, так и 3D-принтеров, предназначенных для создания домашних моделей.
В промышленном аддитивном производстве обычно используется лазерный 3D-принтер. У них часто есть резервуары, заполненные порошкообразным или жидким материалом. Лазер затем прослеживает профиль на верхней поверхности материала, формируя его в твердый слой. Ультрафиолетовые лазеры используются для отверждения жидкой смолы в твердый пластик. Мощные лазеры используются для нагрева порошкообразного пластика, металла или керамики, пока он не расплавится.
Будущее 3D-печати
Вы, наверное, где-то читали, что ваш домашний 3D-принтер скоро сделает все, что вам нужно. Вы просто загрузите файл, и он распечатает вашу одежду, запчасти для вашего автомобиля и, возможно, даже ваш ужин. Возьмите эти претензии с щепоткой соли.
В одном впечатляющем сообщении утверждается, что 3D-принтеры в Китае строят 10 домов в день по цене всего 5000 долларов за дом. На самом деле, каждый 3D-типография была всего лишь одной комнатой, и они действительно делали только стены и крышу, которые составляют менее 10 процентов от стоимости дома. Земля в стороне, большая часть стоимости строительства не для основной структуры. Другие вещи, такие как сантехника, электрика, изоляция и столярные изделия, стоят намного дороже. Так что не надейтесь купить свой следующий дом за 5000 долларов.
В большинстве случаев детали с 3D-печатью либо имеют гораздо более низкое качество, либо намного дороже, чем детали, изготовленные с использованием более традиционных методов. Во многих случаях они оба. 3D-печать совсем не близка к замене традиционного производства.
Так чем же хороша 3D-печать?
3D-печать использовалась десятилетиями для создания быстрых прототипов с низкой прочностью. Этот тип 3D-печати теперь доступен по цене и идеально подходит для домашних моделей. Это также может быть полезно для замены вещей в доме, которые трудно найти, таких как соответствующие ручки и ручки на плитах или мебели. Если деталь не должна быть особенно прочной, 3D-печать может быть хорошим вариантом.
В промышленности 3D-принтеры используются для производства сложных аэрокосмических компонентов, оптимизированных по прочности и весу. Если потребуется много очень тщательной обработки или литья, 3D-печать может быть экономичной. Существует также много новых приложений в медицине для 3D-печати, производящих каркасы для тканей частей тела.