Что такое 3d принтер: Что такое 3D принтер. С чем и как его едят. Бонус: рецепт приготовления — Статьи

Что такое 3D печать и как ее можно использовать! Интересно!

Что такое 3D печать

Технология 3D печати была запатентована в 80-х годах прошлого века, но популярность обрела относительно недавно. Были разработаны новые, перспективные методики и возможности 3D-технологий вышли на совершенно новый уровень. Однако и по сей день методика известна не во всех кругах, и далеко не каждый в курсе, что такое 3D печать. В сегодняшней статье мы постараемся подробно и доступно объяснить вам, что такое 3D печать и где она применяется.

Если коротко, 3D-печать – это методика изготовления объемных изделий на основе цифровых моделей. Независимо от конкретной технологии, суть процесса заключается в постепенном послойном воспроизведении объектов.
В этом процессе применяется особое устройство – 3D принтер, который печатает определенными видами материалов. Более подробно о нем написано здесь. Другие названия технологии – быстрое прототипирование или аддитивное производство. Часто словосочетание «аддитивные технологии» используется в значении «3D технологии».

Этапы 3Д печати

Чтоб вам было понятнее, что такое 3D печать, рассмотрим процесс воспроизведения пошагово. Ниже представлены конкретные этапы 3Д печати. Как это работает:

• Выполняется 3D моделирование необходимого объекта по определенным правилам;
• Файл с цифровой моделью загружается в программу-слайсер, в которой генерируется управляющий код для 3D принтера;
• Устанавливаются необходимые параметры 3D-печати;
• Код записывается на съемный носитель памяти, который подключается к 3Д принтеру;
• 3D модель воспроизводится.

Воспроизведение объектов происходит постепенно. По требуемой форме слой за слоем наносится выбранный материал, формируя готовое изделие. Стоит отметить, что возможности 3Д-печати практически безграничны, то есть изготовить можно все что угодно. В некоторых технологиях для очень тонких нависающих элементов предусмотрено наличие поддержек, благодаря которым можно избежать их провисания.
Естественно, это очень упрощенное описание этапов 3Д печати, но они дают вполне четкое представление о сути методики.

Другие вопросы и ответы о 3D принтерах и 3D печати:

• Основы Что такое 3D сканирование?
• Основы Что такое 3D модель?

Технологии 3D печати

Для воспроизведения различных объектов используются различные технологии 3D печати. Они отличаются как применяемыми расходными материалами, так и скоростью и точностью печати. Перечислим основные технологии 3D печати:

• Моделирование методом наплавления (Fused deposition modeling, FDM). Одна из самых распространенных технологий 3D печати, применяется в большинстве настольных 3Д принтеров и представляет собой идеальное соотношение цена/качество. Печать происходит посредством послойной подачи нити расплавленного пластика;
• Лазерная стереолитография (Laser stereolithography, SLA). Формирование объекта происходит за счет послойного засвечивания лазером жидкой фотополимерной смолы, которая твердеет под воздействием излучения. Одна из вариаций данной технологии – DLP 3Д печать. В ней вместо лазера применяется специальный проектор. Оба метода 3D печати применяются для создания объектов с высокой степенью детализации. В случае DLP печати дополнительным преимуществом является также скорость;
• Селективное лазерное спекание (Selective laser sintering, SLS). Воспроизведение выполняется за счет послойного плавления специального порошка под действием лазерного излучения. Этот метод 3Д печати широко применяется в промышленности для изготовления прочных металлических элементов

Применение 3D печати

Как вы уже наверняка поняли, применение 3D печати чрезвычайно обширно. Второе название технологии – быстрое прототипирование – говорит само за себя. При изготовлении прототипов и макетов моделей 3Д печать может оказаться просто незаменимой. Также она является очень выгодным решением для мелкосерийного производства. В аэрокосмической и автомобильной промышленности 3D-технологии уже вовсю применяются ввиду высокой рентабельности и скорости изготовления компонентов. Кулинары работают над развитием пищевых 3D-принтеров, а в медицине 3Д-печать стала чем-то вроде технологии будущего. С помощью 3D-биопечати планируется производство костей, органов и живых тканей, а пока на 3Д-принтерах печатают имплантаты и полноценные лекарственные средства. Настольные 3D принтеры могут использоваться в бытовых целях: для ремонта, изготовления различных домашних мелочей и так далее. А дизайнеры, модельеры, скульпторы и художники высоко ценят возможности 3D печати и 3D моделирования как необычный способ реализации своего таланта.

Что ж, это было краткое описание того, что такое 3D печать. Надеемся, мы смогли доступно подать необходимую информацию. Если у Вас имеются дополнительные вопросы, которые мы не затронули, пишите нам на электронную почту и мы, в случае необходимости, добавим и Ваши вопросы! С уважением, коллектив компании 3DDevice.

Также хотим напомнить о возможности заказать в 3DDevice услугу 3D печати, 3D сканирования, 3D моделирования или покупки сопутствующего оборудования и расходных материалов с доставкой по всей Украине. По всем интересующим вопросам обращайтесь к нам по одному из телефонов, указанных здесь. Будем рады сотрудничеству!

Вернуться на главную

3D-принтер: что это и как он работает? | GeekBrains

https://gbcdn.mrgcdn.ru/uploads/post/1999/og_image/501bb6c82a53bb3bc2a0fee73b0c9e9e.png

В 2011 году принтер, который заправили биогелем, напечатал человеческую почку прямо во время конференции TED. Два года назад Adidas анонсировала новую модель кроссовок, которые печатают на 3D-принтере за 20 минут. А недавно компания Илона Маска SpaceX успешно провела испытания двигателей космического корабля, которые тоже напечатали на 3D-принтере.

В современном мире 3D-печать — это не удивительная технология будущего, а хорошо изученная реальность. Ее применяют в архитектуре, строительстве, медицине, дизайне, производстве одежды и обуви и других сферах. По запросу «3D-принтер» поисковики выдают сотни чертежей и прототипов разной сложности — от мыльницы и настольной лампы до автомобильного двигателя и даже жилого дома.  

Любой может купить принтер и напечатать чехол для смартфона, но дальше 3д печати по чертежу идут не все. В этой статье расскажем, когда появилась 3D-печать, как можно применять технологию и какие у нее перспективы.

Как появился трехмерный принтер

Не будем слишком утомлять вас датами и кратко перескажем историю 3D-печати.

Предвестник трехмерной печати. В начале 80-х доктор Хидео Кодама разработал систему быстрого прототипирования с помощью фотополимера — жидкого вещества на основе акрила. Технология печати была похожа на современную: принтер печатал объект по модели, послойно. 

Первый 3D-принтинг. Изготовление физических предметов с помощью цифровых данных продемонстрировал Чарльз Халл. В 1984 году, когда компьютеры еще не сильно отличались от калькуляторов, а до выхода Windows-95 было десять лет, он изобрел стереолитографию — предшественницу 3D-печати. Работала технология так: под воздействием ультрафиолетового лазера материал застывал и превращался в пластиковое изделие. Форму печатали по цифровым объектам, и это стало бумом среди разработчиков — теперь можно было создавать прототипы с меньшими издержками. 

Первый 3D-принтер. Источник: habr

Первый производитель 3D-принтеров. Через два года Чарльз Халл запатентовал технологию и открыл компанию по производству принтеров 3D Systems. Она выпустила первый аппарат для промышленной 3D-печати и до сих пор лидирует на рынке. Правда, тогда принтер называли иначе — аппаратом для стереолитографии.

Популярность 3D-печати и новые технологии. В конце 80-х 3D Systems запустила серийное производство стереолитографических принтеров. Но к тому времени появились и другие технологии печати: лазерное спекание и моделирование методом наплавления. В первом случае лазером обрабатывался порошок, а не жидкость. А по методу наплавления работает большинство современных 3D-принтеров. Термин «3D-печать» вошел в обиход, появились первые домашние принтеры.

Революция в 3D-печати. В начале нулевых рынок раскололся на два направления: дорогие сложные системы и те, что доступны каждому для печати дома. Технологию начали применять в специфических областях: впервые на 3D-принтере напечатали мочевой пузырь, который успешно имплантировали.

Печать тестового образца почки. Источник: BBC

В 2005 году появился первый цветной 3D-принтер с высоким качеством печати, который создавал комплекты деталей для себя и «коллег».

Как устроен 3D-принтер

В основном принтеры трехмерной печати состоят из одинаковых деталей и по устройству похожи на обычные принтеры. Главное отличие — очевидное: 3D-принтер печатает в трех плоскостях, и кроме ширины и высоты появляется глубина. 

Вот из каких деталей состоит 3D-принтер, не считая корпуса:

• экструдер, или печатающая головка — разогревает поверхность, с помощью системы захвата отмеряет точное количество материала и выдавливает полужидкий пластик, который подается в виде нитей; 
• рабочий стол (его еще называют рабочей платформой или поверхностью для печати) — на нем принтер формирует детали и выращивает изделия;
• линейный и шаговый двигатели — приводят в движение детали, отвечают за точность и скорость печати;
• фиксаторы — датчики, которые определяют координаты печати и ограничивают подвижные детали. Нужны, чтобы принтер не выходил за пределы рабочего стола, и делают печать более аккуратной;
• рама — соединяет все элементы принтера.

Схема 3D-принтера. Источник: Lostprinters

Все это управляется компьютером.

Как создают изделия

За создание трехмерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при изготовлении предмета слои материала накладываются друг на друга, снизу вверх, пока не получится копия формы в чертеже. Так печатают изделия из пластика. А фотополимерная печать работает по технологии стереолитографии (SLA): под воздействием лазерного излучателя фотополимеры затвердевают. Кроме пластика и фотополимерных смол, современные 3D-принтеры работают с металлоглиной и металлическим порошком. 

Печать состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим — на один слой материала наносится следующий, и печатающая головка двигается, пока на рабочей поверхности не окажется готовый предмет. Отходы печати принтер сам удаляет с рабочего стола.

Как работает 3D-чертеж

Принтер печатает изделие по 3D-чертежу: его создают на компьютере в специальной программе, затем сохраняют в формате STL. Этот файл выводят в программу резки для принтера — она помогает задать модели физические свойства изделия, например плотность. Далее программа преобразует модель в инструкцию для экструдера и выгружает ее на принтер, который начинает печатать изделие.

3D-чертеж легко сделать в домашних условиях — почитайте инструкцию на habr. 

Как запрограммировать 3D-принтер

Краткая инструкция по настройке принтера:

1. Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
2. Подготовить 3D-модель к печати. Это делают методом слайсинга (slice — часть). К примеру, чтобы распечатать игрушку, ее модель нужно с помощью программ-слайсеров «разбить» на слои и передать их на принтер. Проще говоря, слайсер показывает принтеру, как печатать предмет: по какому контуру двигаться печатной головке, с какой скоростью, какую толщину слоев делать. 
3. Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
4. Наблюдать за печатью.

Можно ли применять напечатанные изделия

Зависит от качества материала, принтера и конечного изделия. Часто домашние принтеры неточно передают форму и цвет предмета. Изделия из пластика нужно дополнительно обработать: иногда они печатаются с заусенцами и дефектами и почти всегда с ребристой поверхностью. 

Изделие после и до обработки. Источник: 3D-Today

Для обработки поверхности есть несколько способов — не все подходят для домашнего применения:

• механическая обработка — шлифовка вручную, срезание заусенцев;
• химическая — погружение в ацетон, пескоструйная обработка, нанесение спецраствора кисточкой.  

Что можно напечатать на 3D-принтере

В интернете полно подборок с инструкциями для печати 3D-изделий. 3D-Today публикует фотографии работ владельцев принтеров, от мелких запчастей до скульптур. На «Хабре» уже три года назад постили список «50 крутых вещей для печати на 3D-принтере». Make3D написали о более масштабных проектах — печати автомобилей, оружия, солнечных батарей и протезов.

Есть ряд перспективных областей, в которых уже применяют 3D-печать.

Изготовление моделей по собственным эскизам. Константин Иванов, создатель сервиса 3DPrintus, в интервью «Афише» рассказал, что 3D-печать приведет к расцвету customizable things: любой сможет собрать и распечатать нужное изделие онлайн. Например, сделать модель робота и заказать его печать на промышленном принтере, создать и распечатать свой дизайн обручальных колец или обуви. Примеры таких проектов — Thinker Thing и Jweel. 

Быстрое прототипирование. Самая популярная область, в которой используют трехмерную печать. На 3D-принтерах делают тестовые модели протезов, прототипы лечебных корсетов, барельефов, олимпийского снаряжения.

Прототипы детских протезов, 3D-печать. Источник: 3D-Pulse

Сложная геометрия. 3D-принтер легко справляется с изготовлением моделей любой формы. Несколько примеров:

— в австралийском университете исследовали возможности 3D-принтера и напечатали табурет в форме отпечатка пальца;

— шеф-повар из Дании победил в конкурсе высокой кухни: он напечатал на 3D-принтере миниатюрные блюда сложной формы из морепродуктов и свекольного пюре;

Одно из победивших блюд шеф-повара. Источник: 3D-Pulse

— в немецком институте разработали систему для ускоренной 3D-печати — за 18 минут принтер изготавливает сложное геометрическое изделие высотой в 30 см. Обычно у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.

Технологии 3D-печати 

Кратко об основных методах 3D-принтинга.

Стереолитография (SLA). В стереолитографическом принтере лазер облучает фотополимеры, и формирует каждый слой по 3D-чертежу. После облучения материал затвердевает. Прочность изделия зависит от типа полимера — термопластика, смол, резины. 

Цветную печать стереолитография не поддерживает. Из других недостатков — медленная работа, огромный размер стереолитографических установок, а еще нельзя сочетать несколько материалов в одном цикле.

Эта технология — одна из самых дорогих, но гарантирует точность печати. Принтер наносит слои толщиной 15 микрон — это в несколько раз тоньше человеческого волоса. Поэтому с помощью стереолитографии делают стоматологические протезы и украшения. 

Промышленные стереолитографические установки могут печатать огромные изделия, в несколько метров. Поэтому их успешно применяют в производстве самолетов, судов, в оборонной промышленности, медицине и машиностроении. 

Селективное лазерное спекание (SLS). Самый распространенный метод спекания порошковых материалов. Другие технологии — прямое лазерное спекание и выборочная лазерная плавка.

Метод изобрел Карл Декарт в конце восьмидесятых: его принтер печатал методом послойного вычерчивания (спекания). Мощный лазер нагревает небольшие частицы материала и двигается по контурам 3D-чертежа, пока изделие не будет готово. Технологию используют для изготовления не цельных изделий, а деталей. После спекания детали помещают в печь, где материал выгорает. SLS использует пластик, керамику, металл, полимеры, стекловолокно в виде порошка.

На атлете — кроссовки New Balance, которые изготовили с помощью лазерного спекания. Источник: 3D-Today

Технологию SLS используют для прототипов и сложных геометрических деталей. Для печати в домашних условиях SLS не подходит из-за огромных размеров принтера.

Послойная заливка полимера (FDM), или моделирование методом послойного наплавления. Этот способ 3d-печати изобретен американцем Скоттом Крампом. Работает FDM так: материал выводится в экструдер в виде нити, там он нагревается и подается на рабочий стол микрокаплями. Экструдер перемещается по рабочей поверхности в соответствии с 3D-моделью, материал охлаждается и застывает в изделие. 

Преимущества — высокая гибкость изделий и устойчивость к температурам. Для такой печати используют разные виды термопластика. FDM — самая недорогая среди 3D-технологий печати, поэтому принтеры популярны в домашнем использовании: для изготовления игрушек, сувениров, украшений. Но в основном моделирование послойным наплавлением используют в прототипировании и промышленном производстве — принтеры довольно быстро печатают мелкосерийные партии изделий. Предметы из огнеупорных пластиков изготовляют для космической отрасли. 

Струйная 3D-печать. Один из первых методов трехмерной печати — в 1993 году его изобрели американские студенты, когда усовершенствовали обычный бумажный принтер, и вскоре технологию приобрела та самая компания 3D Systems. 

Работает струйная печать так: на тонкий слой материала наносится связующее вещество по контурам чертежа. Печатная головка наносит материал по границам модели, и частицы каждого нового слоя склеиваются между собой. Этот цикл повторяется, пока изделие не будет готово. Это один из видов порошковой печати: раньше струйные 3D-принтеры печатали на гипсе, сейчас используют пластики, песчаные смеси и металлические порошки. Чтобы сделать изделие крепче, после печати его могут пропитывать воском или обжигать.

Предметы, которые напечатали по этой технологии, обычно долговечные, но не очень прочные. Поэтому с помощью струйной печати делают сувениры, украшения или прототипы. Такой принтер можно использовать дома. 

Эти конфеты сделали на кондитерском струйном 3D-принтере ChefJet: вместо пластика он использует воду, сахар, шоколад и пищевые красители. Источник: 3Dcream.ru

Еще струйную технологию используют в биопечати — наносят живые клетки друг на друга послойно и таким образом строят органические ткани. 

Где применяют 3D-печать

В основном в профессиональных сферах.

Строительство. На 3D-принтерах печатают стены из специальной цементной смеси и даже дома в несколько этажей. Например, Андрей Руденко еще в 2014 году напечатал на строительном принтере замок 3 × 5 метров. Такие 3D-принтеры могут построить двухэтажный дом за 20 часов.

Медицина. О печати органов мы уже упоминали, а еще 3D-принтеры активно используют в протезировании и стоматологии. Впечатляющие примеры — с помощью 3D-печати врачам удалось разделить сиамских близнецов, а кошке без четырех лап поставили протезы, которые напечатали на принтере. 

Подробнее о 3D-принтинге в медицине можно узнать в статье издания 3D-Pulse.

Космос. С помощью трехмерной печати делают оборудование для ракет, космических станций. Еще технологию используют в космической биопечати и даже в работе луноходов. Например, российская компания 3D Bioprinting Solutions отправит в космос живые бактерии и клетки, которые вырастят на 3D-принтере. Создатель Amazon Джефф Безос презентовал прототип лунного модуля с напечатанным двигателем, а космический стартап Relativity Space строит фабрику 3D-печати ракет.  

Авиация. 3D-детали печатают не только для космических аппаратов, но и для самолетов. Инженеры из лаборатории ВВС США изготавливают на 3D-принтере авиакомпоненты — например, элемент обшивки фюзеляжа — примерно за пять часов.

Архитектура и промышленный дизайн. На трехмерных принтерах печатают макеты домов, микрорайонов и поселков, включая инфраструктуру: дороги, деревья, магазины, освещение, транспорт. В качестве материала обычно используют недорогой гипсовый композит. 

Одно из необычных решений — дизайн бетонных баррикад от американского дизайнера Джо Дюсе. После терактов с грузовыми автомобилями, которые врезались в толпу людей, он предложил макет прочных и функциональных заграждений в виде конструктора, которые можно напечатать на 3D-принтере.

Изготовить прототип помогла компания UrbaStyle, которая печатает бетонные формы на строительных 3D-принтерах

Образование. С помощью 3D-печати производят наглядные пособия для детских садов, школ и вузов. В некоторых московских школах с 2016 года есть трехмерные принтеры: на уроках химии дети разглядывают 3D-модели молекул и проводят реакции в напечатанных пробирках, на физике изучают электрическую цепь на 3D-прототипе токопроводящего стенда, а еще сами печатают себе ручки на уроках ИЗО.

Узнать больше о 3D-технологиях в школах можно на сайте «Ассоциации 3D-образования». 

А еще 3D-печать помогает в быту, производстве одежды, украшений, картографии, изготовлении игрушек и дизайне упаковок.

Сейчас: что такое 3D-печать?

Урок 4: Что такое 3D-печать?

/en/thenow/what-are-self-driven-cars/content/

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это процесс, при котором цифровая модель превращается в осязаемый твердый трехмерный объект, обычно путем наложения множества последовательных тонких слоев материала. 3D-печать так быстро стала популярной, потому что она делает производство доступным для большего числа людей, чем когда-либо прежде. Отчасти это связано с ценой (стартовая цена базового 3D-принтера составляет около 300 долларов), а также с небольшими размерами принтеров по сравнению с традиционным производством.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о процессе 3D-печати.

Как это работает?

Сначала делается виртуальный дизайн объекта. Этот дизайн будет работать как чертеж для 3D-принтера. Виртуальный дизайн создается с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), типа программного обеспечения, которое может создавать точные чертежи и технические иллюстрации. Виртуальный дизайн также можно создать с помощью 3D-сканера, который создает копию существующего объекта, фотографируя его под разными углами.

После создания виртуальной модели ее необходимо подготовить к печати. Это делается путем разбиения модели на множество слоев с помощью процесса, называемого нарезкой. При нарезке модель разрезается на сотни или даже тысячи тонких горизонтальных слоев с помощью специального программного обеспечения.

После того, как модель была нарезана, срезы готовы для загрузки на 3D-принтер. Это делается с помощью USB-кабеля или соединения Wi-Fi для перемещения нарезанной модели с компьютера на 3D-принтер. Когда файл загружается на 3D-принтер, он считывает каждый фрагмент модели и печатает его слой за слоем.

Как печатаются вещи?

3D-принтер начнет печатать слои материала в процессе, известном как экструзия материала. В зависимости от типа 3D-принтера и используемого материала существует несколько методов экструзии материала.

Чаще всего 3D-принтер имеет сопло, выбрасывающее полужидкий материал, такой как расплавленный пластик, металл или цемент. Экструзионное сопло может перемещаться как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, поскольку оно точно размещает материал, следуя схеме цифровой модели слой за слоем.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока 3D-принтер не воспроизведет каждый слой цифровой модели с экструдированным материалом.

Посмотрите замедленное видео ниже, чтобы увидеть 3D-принтер в действии.

Какие вещи можно делать с помощью 3D-принтеров?

Почти все, что вы можете себе представить, можно превратить в дизайн, который можно распечатать на 3D-принтере. 3D-принтеры помогают дизайнерам, инженерам и даже обычным людям создавать сложные объекты способами, на которые не были способны прежние методы производства.
3D-принтеры используются для создания игрушек, чехлов для телефонов, инструментов, одежды, столов, ламп, гончарных изделий, произведений искусства и даже автомобилей.

Медицина также находит новые способы использования 3D-печати для помощи пациентам. Теперь врачи могут печатать медицинские 3D-модели, которые настолько точны, что хирурги могут по существу тренироваться на 3D-модели пациента, прежде чем фактически оперировать этого пациента. 3D-печатные модели также используются для создания менее дорогих, более прочных и более подходящих протезов для людей, потерявших конечности.

3D-печать — это быстро развивающаяся отрасль с большим потенциалом в будущем. Мы только начали понимать, как 3D-печатные объекты могут сделать нашу жизнь проще, удобнее, безопаснее и здоровее. И поскольку 3D-печать развивается так быстро, как люди могут придумывать новые дизайны для печати, может не пройти много времени, прежде чем мы будем жить в мире, где вы можете 3D-печатать свой обед, сшитую на заказ рубашку или запасные части для ремонта предметов повседневного обихода. все не выходя из собственного дома.

Продолжать
Предыдущая статья: Что такое беспилотные автомобили?

Следующая статья:Что такое генетически модифицированные организмы (ГМО)?

/en/thenow/what-are-geneticly-modified-organisms-gmos/content/

Что такое 3D-печать1? — UltiMaker

Думаете о том, чтобы начать работу с 3D-печатью, но не знаете, с чего начать? Почему бы не начать с самого начала и не ответить на вопрос — что такое 3D-печать? Читайте дальше, пока мы переходим к основам.

Профессиональные решения для 3D-печати MakerBot

ВВЕДЕНИЕ В 3D-ПЕЧАТЬ

3D-печать — это производственная технология, изобретенная в 1980-х годах. С тех пор он превратился из инструмента быстрого прототипирования в полноценную производственную технологию. Эволюция была революционной, что привело к ее внедрению в различных секторах, от автомобильной до аэрокосмической, от здравоохранения до спорта и от обороны до моды. Промышленный термин для 3D-печати — 9.0067 добавка производство , поскольку материал постоянно добавляется для изготовления объекта (в отличие от вычитающих процессов, таких как резка, фрезерование и механическая обработка). Мы знакомим вас с этой быстро развивающейся революционной технологией производства.

ЧТО ТАКОЕ 3D ПЕЧАТЬ?

3D-принтер MakerBot METHOD X

В этом разделе мы поделимся ответом на вопрос: «Что такое 3D-печать?» Как уже упоминалось, 3D-печать — это производственная технология, которая преобразует дизайн САПР в трехмерный твердый объект путем последовательного наложения тонких слоев материалов один поверх другого. Проще говоря, он преобразует виртуальный дизайн в физический объект.

Но 3D-печать — это не отдельная технология. Имеет несколько технологий, работающих по принципу аддитивного производства.

Что такое 3D-печать?

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС 3D-ПЕЧАТИ

MakerBot позволяет выполнять 3D-печать из любого места с помощью CloudPrint

Рабочий процесс 3D-печати включает ряд шагов, необходимых для изготовления объекта. Ниже представлен рабочий процесс 3D-печати:

Модель CAD: Это первый шаг к 3D-печати. Это самый важный элемент для 3D-печати, без которого объект не может быть изготовлен. Модель CAD создается в программном обеспечении для 3D-моделирования (например, Solidworks, Onshape, Rhino и т. д.). В качестве альтернативы модель САПР также можно получить путем обратного проектирования с использованием 3D-сканера или через онлайн-ресурс, такой как Thingiverse или GrabCAD. Эта модель САПР должна быть совместима с правилами проектирования 3D-печати, чтобы ее можно было использовать для 3D-печати.

Программное обеспечение для нарезки: Это второй шаг в процессе 3D-печати, который включает преобразование CAD-файла (или чаще файла STL) в файл, который может прочитать 3D-принтер. Модель САПР импортируется в программное обеспечение для резки. Программное обеспечение для нарезки контролирует ряд параметров, которые могут улучшить результаты 3D-печати. В большинстве «слайсеров» вы найдете визуальное представление того, как отпечаток будет выглядеть на рабочей пластине, чтобы вы могли правильно сориентировать его для достижения наилучших результатов. Некоторые параметры, которые можно контролировать, включают высоту слоя, скорость, температуру, адгезию слоя плота и т. д. 

Первоначальные слайсеры были базовыми, но сегодня такие слайсеры, как MakerBot CloudPrint, основаны на облачных технологиях и позволяют не только выполнять подготовку к печати, но и осуществлять удаленный мониторинг процесса печати, ставить задания в очередь и составлять отчеты.

3D-печать: Это последний шаг для завершения процесса 3D-печати. Нарезанный файл из программного обеспечения слайсера отправляется на 3D-принтер. Теперь одним нажатием кнопки 3D-принтер начнет печатать объект слой за слоем, пока объект не будет завершен и готов к поиску или «сбору».

Что такое 3D-печать?

КАТЕГОРИИ 3D ПЕЧАТИ

FDM 3D-печать в процессе с использованием материала MakerBot SR-30

ASTM классифицирует все технологии 3D-печати по семи категориям, а именно: экструзия материала, фотополимеризация в ванне, сплавление в порошковом слое, распыление материала, распыление связующего, направленное осаждение энергии и ламинирование листов. Пока мы продолжаем разбираться в том, «что такое 3D-печать», вот некоторые из самых популярных технологий:

Моделирование методом наплавления (FDM) или изготовление методом наплавления (FFF)

Это тип экструзии материала в технологии 3D-печати. MakerBot — один из ведущих производителей 3D-принтеров FDM и нитей накаливания. В 3D-принтерах FDM используется термопластичный полимерный материал в форме нити, который нагревается и наносится на строительную платформу слой за слоем для формирования законченного объекта.

Стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP)

Стереолитография (SLA) была первой запатентованной технологией 3D-печати, которая была разработана и коммерциализирована. Он подпадает под категорию фотополимеризации в ванне технологии 3D-печати. В нем используется светочувствительный жидкий полимерный материал, который отверждается лазером. Лазер отверждает смолу точка за точкой в ​​непрерывном процессе, чтобы в конечном итоге сформировать весь объект. Цифровая обработка света (DLP) — это аналогичная технология, в которой вместо лазера используется проецируемый ультрафиолетовый свет, что может привести к более быстрой печати.

Селективное лазерное спекание (SLS)

Селективное лазерное спекание (SLS) — это технология 3D-печати методом сплавления в порошковом слое, в которой для формирования твердых объектов используются порошкообразные полимерные материалы. В этой технологии также используется лазер для спекания или расплавления частиц порошка и их сплавления в цельный объект.

Другие технологии, такие как прямое лазерное спекание металлов (DMLS), селективное лазерное плавление (SLM) и электронно-лучевое плавление (EBM), основаны на аналогичном принципе плавления порошковых материалов с помощью лазеров (электронный луч вместо лазера в случае EBM). ).

Что такое 3D-печать?

Материал для 3D-печати

Нейлоновая нить MakerBot из углеродного волокна

Чтобы разобраться в вопросе о том, что такое 3D-печать, необходимо разобраться в материалах, которые можно использовать в 3D-печати. MakerBot производит широкий спектр материалов FDM , предназначенных для самых разных применений, от полимеров для базовых концепций прототипирования, таких как PLA, до композитных материалов промышленного класса, таких как углеродное волокно. Давайте взглянем на некоторые из этих материалов:

Модельные материалы — полимеры

Полимолочная кислота (PLA): PLA является наиболее распространенным материалом FDM. Это биоразлагаемый полимерный материал, изготовленный из кукурузного крахмала. PLA — отличный материал для ранних концептуальных моделей, потому что он прост в использовании, удобен для офиса и отлично работает с отрывными опорами, которые печатаются быстрее и могут быть удалены быстрее, чем растворимые опоры.

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС): ABS — один из самых популярных материалов для литья под давлением потребительских товаров благодаря чистоте поверхности, долговечности и термостойкости. METHOD X может печатать АБС-пластиком промышленного класса без коробления и без ослабляющих добавок благодаря камере, нагреваемой до 100°C.

Нейлон: Нейлон — превосходный материал для запасных частей на производстве благодаря его высокой степени стойкости к истиранию. Он также обладает относительно высокой ударной вязкостью и термостойкостью, что еще больше увеличивает его популярность среди профессионалов. Одним из недостатков нейлона является то, что он может легко поглощать влагу из воздуха, что может привести к проблемам как с нитью, так и с печатной частью.

Модельные материалы — композиты

Углеродное волокно Nylon 6: Углеродное волокно Nylon 6 обладает такими же преимуществами прочности и легкости, как и другие композиты из углеродного волокна. Главное в нейлоне 6, которое отличает его от других в этой категории, — это его способность выдерживать более высокие температуры. Температура теплового изгиба значительно выше, чем у многих популярных базовых полимеров. В случае нейлонового углеродного волокна MakerBot HDT на 100°C выше, чем у ABS, и на 9На 3°C выше, чем у обычного нейлона 6.

Углеродное волокно Nylon 12: Подобно углеродному волокну Nylon 6, вариант Nylon 12 обладает преимуществами прочности, жесткости и легкости. В отличие от нейлона 6, нейлон 12 обладает лучшей устойчивостью к поглощению влаги, что несколько упрощает печать и придает напечатанной детали более чистый окончательный вид без необходимости последующей обработки. Одним из недостатков Nylon 12 по сравнению с Nylon 6 является то, что он, как правило, имеет более низкую HDT, поэтому вам просто нужно взвесить то, что наиболее важно для вашего конкретного приложения.

Вспомогательные материалы

Поливиниловый спирт (ПВС): ПВА — это водорастворимый вспомогательный материал, совместимый со многими низкотемпературными модельными материалами, такими как PLA и PETG. Поскольку ПВА растворим в воде, он очень удобен в работе и является отличным вариантом для печати самых сложных геометрических форм в среде прототипирования.

SR-30: SR-30 — это запатентованный материал, разработанный Stratasys для безупречной работы с ABS, ASA и различными другими высокотемпературными материалами. Из-за этой целенаправленной разработки использование SR-30 с этими, как правило, более сложными материалами может дать исключительные результаты, которые были бы невозможны с чем-то вроде PVA, который очень сложно использовать с ABS.

Что такое 3D-печать?

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Jamco America использует 3D-принтер MakerBot METHOD, чтобы быстрее выводить на рынок сложные детали самолетов.

3D-печать превратилась в мощную технологию, которая находит применение в самых разных областях. Мы видим некоторые из популярных приложений, продолжая отвечать на вопрос «что такое 3D-печать?»

Разработка продукта

Идеальным подходом к разработке нового продукта является принцип проектного мышления, но его невозможно применить, поскольку наши текущие методы производства не позволяют нам экономично повторять несколько идей. Становится трудно тратить огромные суммы денег на фазу итерации. Но 3D-печать помогает быстро и недорого реализовать несколько идей продукта. Это помогает в создании лучшего продукта, ориентированного на клиента.

Вспомогательные средства для собственного производства

3D-печать — идеальная технология для создания индивидуальных производственных вспомогательных средств, позволяющих повысить внутреннюю эффективность на этапах производства и сборки. Индивидуальные вспомогательные средства, такие как приспособления и приспособления, направляющие, контрольно-измерительные приборы, инструменты для технического обслуживания, специальные инструменты и т.