3D tiskanje je proizvodni proces, ki iz digitalne datoteke ustvari tridimenzionalni fizični predmet. Ta postopek se imenuje aditivna proizvodnja, kar pomeni, da se material doda, ne odstrani.
S 3D-tiskanjem ustvarite 3D-digitalni dizajn v programu za modeliranje, znanem kot programska oprema CAD, in nato uporabite 3D-tiskalnik za izdelavo plasti materiala za oblikovanje končnega predmeta. Podjetja, raziskovalci, zdravstveni delavci, ljubitelji in drugi uporabljajo 3D-tiskanje za vrsto aplikacij.
Tukaj je pogled na to, kako je 3D-tiskanje nastalo, kako deluje, za kaj se uporablja in kakšna je prihodnost te tehnologije.
3D-tiskanje je lahko del vašega najljubšega filma. Rekviziti v filmih, kot so Črni panter, Iron Man, Maščevalci in Vojna zvezd, uporabljajo 3D-tiskanje, kar scenografom omogoča preprosto in poceni ustvarjanje in poustvarjanje rekvizitov.
Zgodovina (in prihodnost) 3D tiskanja
V zgodnjih osemdesetih se je pojavila tehnologija 3D-tiskanja, vendar je bila znana kot tehnologija hitre izdelave prototipov ali RP. Leta 1980 je dr. Kodama z Japonske vložil patentno prijavo za tehnologijo RP, vendar postopek ni bil dokončan.
Leta 1984 je Charles "Chuck" Hull izumil postopek, ki ga je poimenoval stereolitografija, ki je uporabljal UV svetlobo za strjevanje materiala in ustvarjanje 3D-predmeta plast za plastjo. Leta 1986 je Hull prejel patent za svojo napravo za stereolitografijo ali stroj SLA.
Chuck Hull je nato ustanovil 3D Systems Corporation, eno največjih 3D-tehnoloških podjetij na svetu.
Približno v istem času so se razvijali drugi postopki in tehnologije 3D-tiskanja, nadaljnje izboljšave pa so se nadaljevale v devetdesetih in zgodnjih 2000-ih letih. Kljub temu je bil primarni fokus tehnologije 3D-tiskanja izdelava prototipov in industrijske aplikacije.
Tehnologijo 3D-tiskanja so glavni mediji začeli opažati leta 2000, ko je bila ustvarjena prva 3D-natisnjena ledvica, čeprav se je uspešna presaditev 3D-ledvice zgodila šele leta 2013. Leta 2004 je projekt RepRap 3D tiskalnik natisne drug 3D tiskalnik. Več medijske pozornosti je leta 2008 pritegnila prva 3D natisnjena protetična okončina.
Hitro so sledili drugi napredki 3D, vključno s 3D-natisnjeno hišo, v katero se je družina preselila leta 2018.
Danes 3D-tiskanje niso samo prototipi in industrijska proizvodnja. Hobisti, znanstveniki in vsi vmes uporabljajo 3D-tiskanje za proizvodnjo izdelkov, potrošniškega blaga, napredka v medicini, izobraževalnih gradiv in še več. Hitro postaja bolj uporaben za vsakdanjega potrošnika.
Oscar Adelman, izvršni direktor podjetja Remi, pravi, da je postopek na primer v zobozdravstveni industriji vse bolj priljubljen. Natančnost 3D tiskanja je neverjetno impresivna in lahko zobozdravniškim strankam pomaga prihraniti do 80 odstotkov izdelkov v primerjavi s tradicionalnimi cenami zobozdravstvenih ordinacij.
"Ko bo tehnologija tiskanja postajala hitrejša, cenejša in bolj običajna, bomo videli, da se bodo industrije, kot je zobozdravstveni sektor, bolj zanašale na tehnologijo za vsakodnevne postopke," pravi.
Tiskovanje 4D je prav tako na poti z natisnjenimi predmeti, ki lahko sčasoma spremenijo obliko.
Kako delujejo 3D tiskalniki
Obstaja več vrst tehnologij 3D-tiskanja, vključno z modeliranjem taljenega nanosa (FDM), znanim tudi kot izdelava taljenih filamentov (FFF). FDM je najpogostejša in priljubljena metoda in se uporablja v najbolj dostopnih 3D tiskalnikih.
Metoda tiskanja FDM uporablja filament iz plastičnega materiala, ki je nekoliko podoben vrvici. Filament se dovaja iz zvitka v segreto glavo, ki tali plastiko. Glava iztisne staljeno plastiko na posteljo stroja. Glava se premakne čez posteljo v 2D in nanese prvo plast materiala.
Ko je prva plast končana, se glava premakne navzgor za debelino prve plasti in na vrh položi naslednjo plast. Del je sestavljen plast za plastjo, kot bi pekli štruco kruha rezino za rezino.
Priljubljena 3D tiskalnika FDM sta MakerBot in Ultimaker.
Primer uporabe 3D tiskalnika
Tukaj je pogled na to, kako preprosto 3D-tiskanje lahko deluje na tiskalniku FDM.
-
Prenesite 3D model, ki ga želite natisniti, ali ga oblikujte sami.
Poiščite prenosljive modele na Thingiverse ali GrabCAD. Če želite sami oblikovati model, poskusite SketchUp ali Blender. Za inženirske dele preizkusite programsko opremo CAD, kot je SolidWorks.
- Če še ni, pretvorite model v obliko 3D-tiskanja, kot je datoteka STL.
-
Uvozite model v programsko opremo za rezanje, kot je MakerWare, Cura ali Simplify 3D.
MakerWare deluje s 3D tiskalniki MakerBot. Cura in Simplify 3D proizvajata kodo G, ki deluje z večino 3D tiskalnikov.
-
Konfigurirajte gradnjo v programski opremi za rezanje. Odločite se, kako usmeriti model na 3D-tiskalniku. Za FDM zmanjšajte previse, ki so strmejši od 45 stopinj, ker zahtevajo podporne strukture.
Ko se odločate o orientaciji, upoštevajte, kako bo model naložen, da se plasti ne bodo zlahka ločile.
Image Da bi prihranili čas in material, modeli na splošno niso trdni. Določite odstotek polnila (običajno 10 do 35 odstotkov), število obodnih plasti (običajno 1 ali 2) ter število spodnjih in zgornjih plasti (običajno 2 do 4). Pri pripravi modela za 3D-tiskanje je treba upoštevati še druge stvari.
- Izvozi program, ki je običajno datoteka s kodo G. Programska oprema za rezanje pretvori model in konfiguracijo gradnje, ki ste jo določili, v nabor navodil. 3D-tiskalnik sledi temu, da izdela del.
- Prenesite program v 3D tiskalnik s kartico SD, USB ali Wi-Fi.
-
Natisnite model na 3D tiskalniku.
Image - Ko 3D-tiskalnik konča z izdelavo modela, ga odstranite in po možnosti tudi očistite. Odlomite morebitne podporne strukture in zdrgnite vse preostale grudice s finim brusnim papirjem.
Druge vrste strojev za 3D tiskanje
Razen tiskalnikov FDM metode 3D-tiskanja vključujejo tudi stereolitografijo (SLA), digitalno obdelavo svetlobe (DLP), selektivno lasersko sintranje (SLS), selektivno lasersko taljenje (SLM), proizvodnjo laminiranih predmetov (LOM) in digitalno Taljenje snopa (EBM).
SLA je najstarejša tehnologija 3D tiskanja in je v uporabi še danes. DLP uporablja osvetlitev in polimere, medtem ko SLS uporablja laser kot vir energije za ustvarjanje močnih 3D natisnjenih predmetov. SLM, LOM in EBM so bili v veliki meri v nemilosti.
Prihodnost 3D tiskanja
Ali bo 3D-tiskanje vodilo v prihodnost prilagojenih izdelkov na zahtevo, takoj narejenih po naših natančnih specifikacijah? Čeprav to ostaja nejasno, tehnologija 3D tiskanja hitro raste in se uporablja na številnih področjih.
3D-tiskanje hiš, telesnih organov, kot so ledvice in okončine, ter drugi napredki lahko izboljšajo življenja neštetih ljudi po vsem svetu.
