Ce este imprimarea 3D și cum funcționează exact?

Imaginați-vă dacă ați putea imprima obiecte tridimensionale direct de la o imprimantă din casă. Când eram copil în școala primară, m-am gândit că ar fi minunat să pot tipări pizza din InkJet. Nu e cazul în care mă îndrept în acest articol, dar este un lucru interesant de a tipări obiecte tridimensionale, adică. Sună ca o știință-ficțiune limită, și de mult timp a fost. Nu mai.

Procesul este (nu surprinzător) numit printare 3d. Ca imprimarea tradițională, care ia o bucată de hârtie goală și creează imagini și texte bidimensionale din aparent nicăieri, imprimarea 3D creează obiecte pe deplin realizate din nimic. Este o procedură fascinantă care poate fi utilă în mai multe domenii.

Anul trecut, James a stabilit că imprimarea 3D nu mai este un mit 3D Printing - Mitul Sci-Fi sau Realitatea? Imprimarea 3D - Mitul Sci-Fi sau Realitatea? Începutul filmului SF de la genul a început, ideea de a-ți putea crea propriile obiecte acasă este, desigur, destul de fascinantă. Cine nu a visat să aibă propriul replicator care face cookie-uri ... Citește mai mult sau mai mult decât ideea. Doar în ultimele 12 luni, el a fost dovedit corect: imprimarea 3D începe doar să înceapă. Alăturați-vă în timp ce investighez in-and-out-urile tehnologiei de imprimare 3D pentru a afla cum funcționează și ce beneficii ne-ar putea aduce consumatorilor.

Scurt istoric al imprimării 3D

În 1986, un tip pe nume Charles W. Hull a depus un brevet pentru stereolitografie, care a devenit prima metodă cunoscută de a crea obiecte 3D din aer subțire. Invenția acestei metode a inaugurat o nouă epocă a proceselor de prelucrare. În timp ce majoritatea obiectelor sunt construite folosind a substractive (de exemplu, albirea, găurirea, sculptură, felierea, etc.), imprimarea 3D folosește un aditiv proces (adică prin adăugarea de material).

Imprimantele 3D sunt scumpe. Imprimantele tradiționale de hârtie și cerneală vă vor costa sute de dolari, dar imprimantele 3D vă vor readuce înapoi zeci de mii. Din fericire, nu aveți nevoie să dețineți o imprimantă 3D personală, deoarece există deja un număr de servicii care vor tipări obiecte 3D pentru dvs. Dacă sunteți interesat, verificați Shapeways și Sculpteo.

Datorită naturii scumpe a stereolitografiei, alte forme de tipărire 3D au fost pionierate. Aceste tehnici mai noi au propriile lor avantaje și dezavantaje, dar cele mai multe dintre ele sunt mult mai ieftine și mai accesibile pentru fiecare om.

Tehnici de imprimare 3D

Stereolithography (SLA) este prima tehnică 3D de imprimare care a fost dezvoltată. Creează obiecte din aer subțire imprimând straturi și straturi ale unui fotopolimer particular pe partea de sus a acestuia. Materialul începe ca un lichid și se transformă într-un solid atunci când este lovit de un fascicul concentrat de lumină ultravioletă.

Procesarea luminii digitale (DLP) este similar cu stereolitografia în sensul că utilizează lumină pentru a întări un lichid într-un solid. Cu toate acestea, în procesarea digitală a luminii, obiectul începe ca o cuvă de lichid plin. O porțiune din lichid este expusă la lumină, care se întărește, apoi placa de construcție este redusă cu o cantitate mică. O alta lovitura de lumina intareste mai mult lichid, iar acest proces se repeta. Reziduul lichid este drenat, lăsând în urmă un model solid.

Argintarea selectivă cu laser (SLS) utilizează un laser de mare putere pentru a fuziona particule de material (de exemplu, plastic, sticlă, ceramică și metal) într-o masă care ia forma dorită tridimensională.

Infiltrarea fasciculului electronic (EBM) este un proces de imprimare 3D folosit pentru piese metalice. Procesul are loc într-un vid și începe prin împrăștierea unui strat de pulbere metalică (cel mai adesea titan). Un fascicul de electroni apoi topeste pulberea într-un strat solid. Obiectele create în acest fel sunt surprinzător de dense și puternice.

Modelare multijet (MJM) funcționează în mod similar cu imprimantele moderne InkJet. Se extinde un strat de pulbere de rășină și apoi se pulverizează o substanță asemănătoare cu lipici colorat, care întărește pulberea într-un singur strat. Modelarea cu jeturi multiple este extrem de utilă deoarece este rapidă și acceptă imprimarea colorată.

Modelarea depunerii fuzionate (FDM) utilizează o duză de extrudare încălzită care topește un material (de exemplu, plastic) pe măsură ce iese. Duza se poate deplasa atât în ​​plan orizontal, cât și în verticale, prin comenzile asistate de calculator. Odată ce materialul iese din duza, se întărește aproape imediat.

Aproape toate formele de imprimare 3D necesită un fișier STL. Un fișier STL este un format specific de model 3D, care permite imprimantelor 3D să alunece în mod convenabil și eficient obiectul în straturile individuale utilizate în imprimarea efectivă. Cele mai multe fișiere STL sunt create pentru prima dată într-un program de proiectare asistată de calculator (CAD) și apoi convertite.

Beneficiile imprimării 3D

Imprimantele 3D sunt utile atât în ​​scopuri comerciale, cât și personale. Singura barieră reală pentru imprimarea 3D personală este costul extraordinar implicat și know-how-ul tehnic necesar pentru a crea modele STL de lucru. Dacă puteți trece peste acea cocoș inițial, atunci veți vedea multe beneficii.

Design-related work este făcut mult mai rapid și mai ușor cu imprimante 3D. Designerii pot lua concepte și idei și pot produce rapid o reprezentare tridimensională de lucru numită prototipuri rapide. Pe măsură ce designul evoluează în timp, fiecare iterație poate fi prototipată aproape imediat.

Companiile pot beneficia, de asemenea, prin utilizarea imprimantelor 3D în crearea produselor lor finale, nu doar a prototipurilor. Procesele de procesare se termină cu o mulțime de materiale umezite, sub formă de așchii, resturi de foraj și bucăți tăiate care sunt prea mici pentru a fi utilizate oriunde. Procesul aditiv al tipăririi 3D elimină cele mai multe, dacă nu toate, forme de deșeuri.

Natura tipăririi 3D permite ușurința personalizării. Linile de asamblare tipice necesită ca piesele diferențiale ale unui obiect să se potrivească împreună într-un mod specific sau altfel linia eșuează. Cu o imprimantă 3D, personalizările personale sunt făcute în fișierul STL - imprimanta nu trebuie modificată.

Nivelul de detaliu care poate fi atins prin imprimarea 3D este fenomenal-neegalat de orice altă metodă de fabricare, cu excepția obiectelor proiectate și executate în întregime manual. Acuratețea unei imprimante 3D poate ajunge până la o rezoluție de 4 microni. E mai subțire decât părul uman.

Tehnologia 3D de imprimare nu este exact un schimbator de lume, dar este cu siguranță fascinant și valoros. Companiile din întreaga lume utilizează deja imprimarea 3D în procesele lor de fabricație. Hobbyistii imprimă deja obiecte singulare pentru propria lor bucurie. În decursul următorului deceniu, este foarte posibil să vedem imprimante de uz casnic care creează obiecte 3D la cererea noastră.

Credit de imagine: 4 bile colorate prin Shutterstock, diagrama MJM prin intermediul TurkCADCAM

Explorați mai multe despre: Imprimarea 3D.