3D spausdinimo pagrindai

2024 Autorius: Sherilyn Boyd | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 09:38

Keli sluoksniai

Iš esmės 3D spausdinimas apima objekto pastatymą, išleisti nuoseklius medžiagų sluoksnius, tokius kaip milteliai, skysčiai, plastikai, metalai ir keramika, ir juos priveržti. Ši pridėtinės gamybos forma prasideda kuriant trimačius modelius, naudojant kompiuterizuotą dizainą (CAD).

Po šablono

Sukūrus modelį, CAD failo instrukcijos paverčiamos formatu, kurį 3D spausdintuvas supranta, pvz., Standartinę testavimo kalbą (STL). Tada instrukcijos yra "supjaustytos", kad 3D spausdintuvas būtų pateiktas skerspjūviais po modelio po kiekvieno horizontalaus sluoksnio užpildymo.

Produkto spausdinimas

Yra daug 3D gamybos metodų. Tai yra viena iš populiariausių.

Inkjet technologija

Kaip ir rašalinis purškimas, naudojant tiesioginį 3-D spausdinimą, antgaliai purškia skystą medžiagą ant paviršiaus. 3D spausdinimo metu vienos arba tiek purkštukai, tiek spausdinimo paviršius judinami, kai medžiaga naudojama nuosekliuose sluoksniuose. Šis metodas yra labai populiarus dėl greito prototipų kūrimo (RP).

Panašus į tiesioginį 3D spausdinimą, "Binder 3-D" spausdinimas su klijais (rišikliu) suderina su smulkiu milteliu: "Pirmasis prailgina riebina ploną miltelių dangą, o antrasis prailgintuvas naudoja purkštukus, kad būtų galima naudoti rišiklį. Pastato platforma tada šiek tiek sumažėja, kad tilptų naujas miltelių sluoksnis, o visas procesas pakartojamas, kol modelis bus baigtas."

Lazeriai

Keli 3D spausdinimo būdai naudoja lazerio spindulius, kad įvairios medžiagos paverstų kieti objektai.

Vienas bendras metodas, stereolitografija, naudoja aparatą (SLA) su: "Keturios pagrindinės dalys: rezervuaras… pripildyta skystos plastiko (fotopolimero), perforuota platforma, nuleista į baką, ultravioletinis (UV) lazeris ir kompiuteris, valdantis [viskas. Pirma] plonu fotopolimero sluoksniu… yra veikiamas virš… platforma. UV spinduliavimo lazeris trenkiasi [ji]… "Dažymas" atspausdinto objekto modelis…. UV-išgydomas skystis sukietėja… platforma nuleista [dar kartą], atskleidžiant naują paviršinį sluoksnį…. Procesas kartojamas dar kartą, kol susidaro visas objektas ".

Selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS) ir selektyvaus lazerio lydymas (SLM) taip pat šaudo šviesos spinduliais, bet ant pastato platformos viršuje yra plonesni miltelių sluoksniai, o ne skysčiai: "[The] lazeris, kurį valdo kompiuteris ir kuris pasakoja, koks objektas "spausdinti", impulsuoja žemyn platformoje, atskleidžiant objekto skerspjūvį ant miltelių. Lazeris šildo miltelius šiek tiek žemiau jo virimo taško (sukepinimo) arba virš jo virimo taško (lydymosi), kuris miltelių daleles suvirina į kietą formą…. Procesas tęsiamas dar kartą, kol visą objektą atspausdinus."

Tiesioginis metalo lazerinis sukepinimas (DMLS) yra populiarus šio metodo variantas.

Laminavimas

Laminuotų daiktų gamyba (LOM), sujungiant nuoseklius popieriaus, plastiko arba kartais metalo sluoksnius, o paskui išpjaunant galutinį produktą, yra toks: "Nepertraukiamas medžiagos lapas… yra ištrauktas per statybinę platformą iki… volai…. Norint suformuoti objektą, ant pastato platformos perduodamas šildomas ritinys, lydantis jo lipnumą ir spaudžiant jį ant platformos. Kompiuteriu valdomas lazeris ar peilis tada nupjauna medžiagą į norimą modelį."

Ekstruzijos

Sukietėjusio nusodinimo modeliavimas (FDM) išspaudžia termoplastinę medžiagą, kuri yra: "Pritvirtinkite 3D spausdintuvo medžiagų skyles prie spausdinimo galvutės, kuri juda X ir Y koordinates, ir padėkite medžiagą kiekvienam sluoksniui užpildyti, kol pagrindas juda žemyn Z ašies ir prasidės kitas sluoksnis."

Apdailos gamyba

Daugelis 3D spausdinimo būdų palieka likučius, tačiau dauguma jų yra šlifuojami, skaldyti ar nuplauti plovikliu ir vandeniu.

Vartojimo prekės

Kadangi technologija tampa labiau įperkama (nedideli 3D spausdintuvai netgi yra prieinami už gana priimtinas kainas), naujos 3D programos yra skelbiamos beveik kasdien. Štai keletas mano mėgstamiausių:

Maistas

Kornelio universiteto "Creative Machines Lab" gamyboje virtuvė (gerai, bet kokiu atveju maistas) su 3D spausdintuvais tampa realybe. Mokslininkai, pasinaudodami greito prototipų metodu, žinomu kaip "Solid Freeform Fabrication" (SFF), demonstruoja, kaip SFF galėtų paversti tiek puikius maistą, tiek pramoninę maisto gamybą.

Šiandien keletas komercinių įmonių tiria jų maistines 3D galimybes. Pranešama, kad "Hershey" numato naudoti "3D" technologijas "sukurti saldainius naujomis formomis ir pritaikytais dizainais", o "Foodini" siūlo 3D maisto spausdintuvą, "kuris valdo sudėtingas ir daug laiko reikalaujančias maisto gaminimo dalis".

Ginklai

Neseniai tiek plastikiniai, tiek metaliniai pistoletai buvo gaminami naudojant 3D technologijas.

Plastiko modelis, vadinamas Liberatoriu, buvo išbandytas Alkoholio, tabako ir šaunamųjų ginklų biuro (ATF), nors agentai nebuvo įspūdį: "Vienas, jie dirba. Du, jie nėra patikimi, o trys, jie yra neaptinkami. Ir tai yra saugos ir saugumo klausimas, nes jie gali patekti į saugias patalpas."

Metalo pistoletas, "Browning 1911" pistoleto replika, buvo pagamintas per DMLS, yra pagamintas iš "daugiau kaip 30 3D spausdintų komponentų [ir]… yra pajėgi pataikyti keletą bulių akis daugiau nei 30 metrų."

Narkotikai

Glazgo universitete mokslininkai kuria "atsisiunčiamą chemiją, kurios pagrindinis tikslas yra leisti žmonėms" spausdinti "savo vaistus namuose". Žinant, kad daugumą vaistų sudaro keli paprasti ingredientai: deguonis, anglis, parafinas ir augaliniai aliejai, Profesorius Cronin mano, kad gali būti taip pat lengva užpildyti savo receptą, nes jis turi sekti receptą (nors ir parašytas farmacijos kompanijoje).

Tai kelia klausimą: ar mes galime spausdinti receptus namuose, ką mes turime užkirsti kelią spausdinti neteisėtus narkotikus? Trumpas atsakymas yra - nieko: "Kai visi turėsime atominius 3D spausdintuvus, mes galime sukurti savo tabletes namuose. Tada "kontroliuojamos medžiagos" galiausiai bus visiškai nekontroliuojamos."