3D-trükkimine muudab plastfilamentide pooled või vaigupadjad füüsilisteks objektideks. 3D-printimine ei kuulu üldse sellesse maailma. NASA haldab 3D-printerit rahvusvahelisel kosmosejaamal ja astronaudid saavad teha kohandatud tööriistu (näiteks seda remondivõtit) ilma neid kosmosesse lennata.
3D trükkimine on vastu võetud üliõpilaste, ettevõtjate, amatööride ja suurte tehaste poolt. Kuna 3D-printimine võimaldab digitaalset kujundust muuta materiaalseteks objektideks, on avastatud palju erinevaid kasutusviise.
Arst saab printida patsiendi anatoomia füüsilise mudeli, et programmi paremini visualiseerida ja tava näidata. Tehase insenerid võivad luua kohandatud seadmeid ja seadmeid, mis säästavad aega ja vähendavad kahju tootmise ajal. Kogukond edendab ettevõtlusruumi, õpetab STEMi oskusi ja aitab uute ettevõtete asutamisel, luues uusi töökohti ja kohalikke võimalusi.
Kuigi 3D-printimist kasutatakse peamiselt plastist esemete tootmiseks, võib 3D-trükkimine toota ka metallesemeid, kuigi see on kallim ja vähem levinud protsess kui 3D-trükkimine.
Kokkuvõte
Mis on 3D-printimine? 3D-printimine on digitaalse mudeli füüsiliste objektide loomise protsess. 3D printimine on lisamisprotsess. Plastkihti ehitatakse üksteise järel objektide loomiseks.
Kuidas mõjutab 3D-printimine majandust?
3D-trükkimine on tootja liikumise lahutamatu osa ning see toob kasu kogukonnale, haridusele, ettevõtjatele ja traditsioonilistele ettevõtetele. See aitab edendada uute toodete ja uute ettevõtete loomist ning õpetab oskusi, mida saab muuta erinevateks tehnilisteks ja professionaalseteks töökohtadeks.
Kui kallis on 3D trükkimine võrreldes traditsiooniliste tootmisprotsessidega?
See oleneb. See maksab palju vähem ja loob 3D-printimisega palju vähem prototüüpe, seadmeid, tööriistu ja inventari. Siiski, kui seadistus- ja tööriistakulud on tasutud, võivad traditsioonilised tootmismeetodid (näiteks survevalu) toota objekte kiiremini ja odavamalt.
Kuidas mõjutab 3D-printimine tarneahelat?
3D trükkimine on ideaalne lühiajaliseks tootmiseks ja väikesemahuliseks tootmiseks. Samuti võimaldab see varuosi "pilve salvestada", nii et füüsilist inventuuri ei ole vaja enne objekti vajamist. Pakkudes 3D-objekte kogu maailmas digitaalsel kujul ja printides neid kohapeal, saab transpordi kulusid ja aega täielikult kõrvaldada.
Kas 3D trükkimine võib muuta tootmist?
Tootmine on muutumas tohutult ja 3D-printimine on üks elementidest. Teiste tegurite hulka kuuluvad andmete mahu ja läbilaskevõime märkimisväärne suurenemine, parem analüüs, paranenud inimfaktorid ja erinevate tootmisprotsesside automatiseerimine.
Mis on 3D-printimine?
3D printimine on objektide (tavaliselt plastikust, kuid mõnikord metallist või komposiitmaterjalidest) loomise protsess digitaalsest mudelist. Enamik 3D-printereid lisavad korraga väga õhukese kihi materjali, mistõttu on 3D-printerid klassifitseeritud "lisaaine tootmiseks".
Kuidas toimib lisaaine tootmine?
Arvutiprinterid töötavad tavaliselt ühe reaga. 3D-printer on pigem joonistaja, liigutades prindipead mööda X- ja Y-telge mustri joonistamiseks. 3D-printeri puhul on 3D-printer kolmemõõtmeline. Kui muster on joonistatud, liigub prindipea üles (või prinditöö liigub allapoole) ja teine muster tõmmatakse esimesele.
Kuidas 3D-printer töötab?
3D-printereid on mitut tüüpi, kuid keskendume kahele tüübile: sulatatud sadestamise modelleerimine (või FDM) ja stereolitograafia (või SLA).
FDM algab hõõgniidiga. Need on tavaliselt 1,75 või 2,85 mm paksused keermed, mis on keritud spindlile. FDM-printer kuumutab hõõgniidi, ekstrudeerib selle läbi ekstruuderi düüsi ja paneb kihi pinnale. Need kihid on väga õhukesed ja kui iga sulanud kiht asetatakse eelmise kihi peale, sulab see osaliselt jahutamisel.
Aja jooksul - mõnikord võtab see palju aega - objekt on ehitatud sadadest või tuhandetest nendest kihtidest.
SLA algab vedela vaiguga. Ehituskandik langeb vaigule (tavaliselt tagurpidi) ja valgus (mõnikord vedelkristallekraanilt, mõnikord UV-laserist) tekitab vaigust keemilise reaktsiooni. Kui iga kiht on valgusega kokku puutunud, tõstab printer ehituskonstruktsiooni vaigukolonnist eemale, avaldades järgmise kihi.
FDM on kõige levinum materjalide väljapressimise 3D trükkimine. SLA on kõige levinum fotopolümeersete 3D-printide vorm. Need kaks trükimeetodit on jõudnud piisavalt madalale tasemele, mida tarbijad, amatöörid, haridustöötajad, ettevõtjad ja väikeettevõtted saavad endale lubada, kuid need piirduvad tavaliselt plastide, plastkomposiitide ja nailonmaterjalide tootmisega. .
Kasutada võib ka teisi 3D-printerite vorme, kuid see nõuab suuri ostukulusid. Nende hulka kuuluvad pulbervoodi 3D trükkimine (pulbri kukkumine ja seejärel sulandumine), laminaatide tootmine (lehtede ühendamine ja seejärel lõikamine), suuna energia ladestamine (see on mõnevõrra sarnane, kui keevitaja ja FDM printer on sündinud) ja elektronkiire vaba vormi valmistamine (elektronkiire väljatõmbamine vaakumis, et moodustada 3D-mudeli põhjal sulametalli).
Neid viimaseid 3D trükkimise vorme kasutatakse tavaliselt metallosade valmistamiseks, samas kui plastist esemete valmistamiseks kasutatakse kõige sagedamini FDM ja SLA.
Kokkuvõttes on see, et nad loovad uusi esemeid toorainete järkjärgulise lisamise ja segamisega.
Mis 3D-printimine ei ole
3D-printer ei ole Star Treki replikaator. Igaüks, kellel on 3D-printer, ütleb teile, et niipea, kui külaline printerit töös näeb, on nende kujutlusvõime põnevil. Peaaegu kohe hakkavad nad välja helistama, milliseid objekte nad tahavad teha. Sageli ei ole need isegi olemasolevad elemendid, kuid nad usuvad, et 3D-trükkimise maagia võib luua uusi leiutisi üleöö.
Kuidas mõjutab 3D-printimine majandust?
Nii nagu 3D-trükkimine on tegur digitaalse tootmise ümberkujundamise suundumuses, on 3D-trükkimine osa suuremast majanduslikust trendist ja tootja liikumise tõusust.
Tootmise põnev aspekt on selle kaasatus ja sooline neutraalsus. See hõlmab kõike alates nuku tegemisest kuni roboti disainini, alates scrapbookingist kuni mööbli valmistamiseni, alates nahast valmistamisest kuni 3D-printimiseni. See on sõna, mis sisaldab midagi, mis teeb asjad puhtaks ja lihtsaks.
Tootmine erineb tootmisest, kuigi see toob sageli kaasa tootmise. Kui keegi kavandab toote ja ehitab prototüübi, kaaluge selle tegemist. Kui prototüüp on aktiivses tootmises, on see tootmine. Nüüd, kombineerides lauaarvutite tootmist crowdfundingiga, saate kujundada väga keerulisi prototüüpe, mida seejärel potentsiaalsed kliendid rahastavad.
FDM ja SLA printerite eelised ja puudused
Kuna FDM- ja SLA-printerid on juba amatööridele ja spetsialistidele kättesaadavad, on need kõige levinumad 3D-printerid. Tarbijaversiooni saab kasutada sadu dollareid ning professionaalsed prototüüpide ja kinnitusseadmete masinad hinnatakse vahemikus $ 3000 kuni 6000 dollarit.
Need on 3D trükitehnoloogiad, mida kõige tõenäolisemalt investeerite.
FDM-printer
FDM on esimene mainstream amatöör 3D trükkimise tehnoloogia, mis endiselt juhib turgu nii brändi kui ka toodete pakkumise ja müügimahu poolest.
3D trükkimise üks peamisi väljakutseid on objekti edukas printimine. Trükkimine ebaõnnestus, sest hoiustatud plast kuumeneb või jahutab liiga kiiresti, kuna kiht ei ole edukalt seotud, sest trükiplaat on ummistunud ekstruuderis, samuti mitmesugused muud tootmisprobleemid.
FDM-printerid võivad printida mitmesugustes plastides. Igal plastil on erinevad omadused, mis muudavad trükkimise lihtsamaks või raskemaks ja valmistavad valmisosas erinevaid omadusi.
Kõige tavalisem hõõgniit on PLA (polüpiimhape), mida on väga lihtne printida, kuid mis võib olla väga rabe ja deformeerub päikese käes.
Nailon on väga paindlik, kuid tavaliselt vajab trükkimisseadete töötamiseks palju nüri.
ABS on tugevam (see on valmistatud LEGOst), kuid selle jahutuskiirus põhjustab tavaliselt selle, et kogu kõver moonutab kogu trükise. Samuti on sellel ebameeldiv lõhn ja mõõdukalt mürgised aurud.
Mõned tarnijad süstivad põhilisi plastmasse (peamiselt PLA) teistesse materjalidesse, sealhulgas puidu, metalli ja süsiniku kiududesse. Igaüks neist muudab valmis trükitud objekti omadusi.
Enamikel FDM-printeritel on ekstruuder, mis suudab korraga välja printida ühe filamentrulli. Arenenud (ja kallimad) FDM-printerid võivad korraga printida kahte, kolme, nelja või enamat filamenti, võimaldades printeril värve, funktsionaalseid omadusi (nagu tahked plastid ja painduvad hinged) ja lahustuvaid tugimaterjale segada.
Trükis koosneb sulatatud plastikust, mis võib olla probleemiks. Kuigi FDM-printerid võivad tavaliselt trükkida ringe või nurkasid kuni 45-60 kraadi, ei saa nad printida õhupilu külge, sest sulanud plast on lihtsalt vahe.
Suurte lünkade kompenseerimiseks toodab enamik printereid tuge või ajutist plasttorni, mis suudab silla pinda toetada. Monofilamentprinter kasutab sama materjali kui objekt ja omab erinevaid seadeid, mis muudavad toe eemaldamise lihtsaks.
Dual filament printerid sageli trükkida lahustuva tugimaterjali nagu PVA (polüvinüülalkohol), mis on päris palju sama materjali, mida Elmer liim on valmistatud. Kui kahekordse hõõgniidi printimine on lõpule jõudnud, on see veega veetuna (või mõnikord päevadel) ja PVA lahustub, jättes puutumata trüki avatuks tühjaks, mida disainer on mõeldud lõppobjektile.
Kuna FDM-printerid prinditakse kihtidena, võib prinditava objekti orientatsioon olla oluline. Kihtide vahelised võlakirjad on sageli nõrgemad kui lineaarsed plastiktrassid. Sellisel juhul tuleks voodisse paigutamisel arvesse võtta kõiki objekte, mis tõenäoliselt on stressi all.
FDM-printerid on saadaval erineva suurusega. Mida suurem on suurus, seda keerulisem on trükkida, sest tihti on raske ehitada täielikult soojuse omadusi kogu ehituse piirkonnas.
FDM-printerid pakuvad ka erinevaid düüside suurusi. Mida suurem on otsik, seda rohkem materjali ekstrudeeritakse minutis, kuid mida vähem on lõpptulemus. Mida väiksem on otsik, seda üksikasjalikum on print. Suure düüside või väikeste pihustitega trükkimine toob kaasa teisi probleeme, mis on sageli seotud tugede, sillade ja soojuse juhtimisega.
SLA printer
SLA printeritel on palju funktsioone, mis muudavad need peavoolust välja:
Kasutatavad vedelad vaigud on väga mürgised nende kõvastumata kujul. Kui see saad, võib see põhjustada valulikke põletusi või lööbeid.
Valmis printimine tuleb töödelda vannis ja seejärel kuivatada. Need töötlemisaja jooksul deformeeruvad. Nad on ka mürgised.
SLA printerid on vedelkristallide ja töötlemisvannide tõttu keerulisemad kui FDM-printerid.
SLA printeritel on tavaliselt väga väikesed ehitustsoonid, mille tulemuseks on tavaliselt väikesed prindid. Vaigud on tavaliselt spetsiaalselt ette nähtud konkreetse printeri jaoks, nii et kasutaja saab tarnija toote lukustada, mis võib piirata materjali- ja värvivalikuid.
Sellegipoolest on SLA printerid üha populaarsemad, peamiselt seetõttu, et nad toodavad väga peene detaili ja paari kihi kihti. See muudab need eriti sobivaks ehtekujunduse ja vormide, väikeste meditsiiniliste ja hambaravimudelite ning hobide, näiteks raudteede ja mängu miniatuuride prototüüpimiseks.
Väljatrükkide kujundamine ja ettevalmistamine
Loovalt 3D trükitud objektidele ülemineku protsess peab kõigepealt läbima kaks tarkvara tööriista tehnoloogiat: 3D modelleerimine (või CAD) tarkvara ja viilutaja.
3D modelleerimise tarkvara
3D-modelleerimise tarkvara (tuntud ka kui CAD (arvutipõhine disain)) võib pidada 3D-mudelite loomise mootoriks. Samamoodi saate kasutada Photoshopi graafika loomiseks, Illustratoril illustratsioonide loomiseks või kasutada Wordi, et luua selliseid artikleid ja CAD-tarkvara 3D-mudelite loomiseks.
Seal on palju CAD-programme ja iga programm sobib kõige paremini erinevate ülesannete täitmiseks. Olen vaheldumisi TinkerCADi ja Fusion 360 vahel, olenevalt sellest, kas ma pean ehitama kiire osa või keerulisema disaini.
Viilutaja
CAD-programm genereerib 3D-objekti virtuaalse mudeli. Kuid enamik 3D-printimist tehakse kihtide kaupa. 3D-disaini konverteerimine masina liikumiste seeriaks kahemõõtmelisel tasapinnal (ja seejärel tasapinna liigutamisel) on viilutajaprogrammi töö.
Loe lähemalt: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/