Представьте себе, что вы можете распечатать трехмерные объекты прямо с принтера в вашем доме. Когда я был ребенком в начальной школе, я думал, что было бы здорово, если бы я мог печатать пиццу из моего InkJet. Это не то, к чему я направляюсь в этой статье, но это интересная мысль — распечатывать трехмерные объекты, то есть. Это звучит как пограничная научная фантастика, и долгое время это было. Уже нет.
Этот процесс (не удивительно) называется 3D-печатью . Как и традиционная печать, которая берет чистый лист бумаги и создает двумерные изображения и текст, казалось бы, из ниоткуда, 3D-печать создает полностью реализованные объекты из ничего. Это увлекательная процедура, которая может быть полезна во многих областях.
В прошлом году Джеймс решил, что 3D-печать больше не является мифом или надуманная идея. Только за последние 12 месяцев он доказал свою правоту: 3D-печать только начинается. Присоединяйтесь ко мне, чтобы изучить возможности 3D-печати, чтобы узнать, как она работает и какие преимущества она может принести нам как потребителям.
Краткая история 3D-печати
Еще в 1986 году парень по имени Чарльз У. Халл подал патент на стереолитографию, которая стала первым известным методом создания трехмерных объектов из воздуха. Изобретение этого метода открыло новую эпоху процессов обработки. В то время как большинство объектов строятся с использованием вычитающего процесса (то есть, вырезания, сверления, вырезания, нарезки и т. Д.), В 3D-печати используется аддитивный процесс (т.е. путем добавления материала).
3D принтеры стоят дорого. Традиционные бумажные и чернильные принтеры обойдутся вам в сотни долларов, а 3D-принтеры обойдутся вам в десятки тысяч. К счастью, вам не нужно иметь персональный 3D-принтер, так как уже есть ряд сервисов, которые будут печатать 3D-объекты для вас. Если вы заинтересованы, проверьте Shapeways и Sculpteo .
Из-за дорогой природы стереолитографии, были впервые использованы другие формы 3D-печати. Эти новые методы имеют свои преимущества и недостатки, но большинство из них гораздо дешевле и доступнее для каждого.
Методы 3D-печати
Стереолитография (SLA) — это первая технология 3D-печати, которая была разработана. Он создает объекты из воздуха, печатая слои и слои конкретного фотополимера поверх себя. Материал начинается в виде жидкости и превращается в твердое вещество при попадании концентрированного луча ультрафиолетового света.
Цифровая обработка света (DLP) аналогична стереолитографии в том, что она использует свет для затвердевания жидкости в твердое вещество. Однако при цифровой обработке света объект начинается как чан с полной жидкостью. Часть жидкости подвергается воздействию света, который затвердевает, затем опорная плита опускается на небольшое количество. Еще один выстрел света затвердевает больше жидкости, и этот процесс повторяется. Оставшаяся жидкость сливается, оставляя твердую модель.
Селективное лазерное спекание (SLS) использует лазер высокой мощности для слияния частиц материала (например, пластика, стекла, керамики и металла) в массу, которая принимает желаемую трехмерную форму.
Электронно-лучевая плавка (EBM) — это процесс 3D-печати, используемый для металлических деталей. Процесс происходит в вакууме и начинается с разбрасывания слоя металлического порошка (чаще всего титана). Электронный пучок затем расплавляет порошок в твердый слой. Созданные таким образом объекты на удивление плотные и прочные.
Многоструйное моделирование (MJM) работает аналогично современным струйным принтерам. Он распределяет слой порошка смолы, а затем распыляет цветное связующее вещество, похожее на клей, которое затвердевает порошок в один слой. Многоструйное моделирование чрезвычайно полезно, потому что оно быстрое и поддерживает цветную печать.
При моделировании наплавки (FDM) используется сопло с подогревом, которое расплавляет материал (например, пластик) по мере его выхода. Сопло может перемещаться как по горизонтали, так и по вертикали с помощью компьютерного управления. Когда материал выходит из сопла, он почти сразу затвердевает.
Почти для всех форм 3D-печати требуется файл STL. Файл STL — это особый формат 3D-модели, который позволяет 3D-принтерам удобно и эффективно разделять объект на отдельные слои, используемые при фактической печати. Большинство файлов STL сначала создаются в программе автоматизированного проектирования (CAD), а затем конвертируются.
Преимущества 3D-печати
3D-принтеры полезны как в коммерческом, так и в личном качестве. Единственный реальный барьер для личной 3D-печати — это невероятные затраты и технические ноу-хау, необходимые для создания работающих моделей STL. Если вы сможете преодолеть этот начальный горб, вы увидите множество преимуществ.
Работа с дизайном выполняется намного быстрее и проще с помощью 3D-принтеров. Дизайнеры могут использовать концепции и идеи и быстро создавать рабочее трехмерное представление, называемое быстрым прототипированием . Поскольку дизайн развивается со временем, каждая итерация может быть прототипирована практически сразу.
Компании могут также извлечь выгоду, используя 3D-принтеры в создании своих конечных продуктов, а не только прототипы. Субтрактивные процессы заканчиваются большим количеством потраченных впустую материалов в виде стружки, бурового мусора и кусочков, которые слишком малы, чтобы их можно было использовать где угодно. Аддитивный процесс 3D-печати устраняет большинство, если не все формы отходов.
Характер 3D-печати позволяет легко настраивать. Типичные сборочные линии требуют, чтобы разные части объекта соединялись друг с другом особым образом, иначе линия выйдет из строя. При использовании 3D-принтера личные настройки выполняются в файле STL — принтер не требует изменений.
А уровень детализации, которого можно достичь с помощью 3D-печати, феноменален — не имеет себе равных ни в каком другом методе изготовления, кроме объектов, спроектированных и изготовленных полностью вручную. Точность 3D-принтера может достигать 4-микронного разрешения. Это тоньше человеческого волоса.
Технология 3D-печати не совсем меняет мир, но она, безусловно, увлекательна и ценна. Компании по всему миру уже используют 3D-печать в своих производственных процессах. Любители уже распечатывают отдельные объекты для собственного удовольствия. В течение следующего десятилетия вполне возможно, что мы увидим бытовые принтеры, которые создают 3D-объекты по собственному желанию.
Кредит изображения: 4 Цветных Шара Через Shutterstock , Диаграмма MJM Через TurkCADCAM