3d-tulostinsovellus. Lelujen ja matkamuistojen painaminen

Materiaaliobjektin volumetrinen 3D-tulostus sen kolmiulotteiseen tietokonemalliin perustuen on ainutlaatuinen tekniikka nykyaikaisuus ja suuret tulevaisuudennäkymät. Vielä äskettäin sitä käyttävät laitteet tuntuivat kuvitelmalta, mutta nykyään niistä on tullut todellisuutta ja ne ovat jo tulleet saataville myös kotikäyttöön. Vaikka 3D-tulostimien kustannukset ovat edelleen korkeat ja ylittävät muiden tietokonelaitteiden hinnat, ne löytävät yhä enemmän käytännön käyttöä ei vain taideteollisuudelle, vaan myös eri liiketoiminta-alueille. Tämän tekniikan jatkuva kehittäminen ja parantaminen on jo johtanut teollisten laitteiden luomiseen. Kumpi valita?

Mikä on 3D-tulostin, sen tarkoitus

Oheistietokonelaitetta, joka digitaalisen kolmiulotteisen mallin mukaan luo materiaalikohteen levittämällä kerros kerrokselta nopeasti kovettuvaa materiaalia, kutsutaan 3D-tulostimeksi. Tällaisen laitteen toimintaa varten tarvitaan kolmiulotteinen tietokonemalli, joka on valmistettu missä tahansa 3D-editorissa tai hankittu 3D-skannerilla. Nykyään on olemassa useita lajikkeita käytetystä tekniikasta riippuen:

• FDM- ja DIW 3D-tulostimet, jotka käyttävät suulakepuristusmenetelmää, joka perustuu sulan materiaalin pakottamiseen ohuen reiän läpi erityisessä laitteessa, jota kutsutaan ekstruuderiksi (ensimmäisen tyypin tulostimissa sulamisrajaan kuumennettua kestomuovia levitetään kerroksittain suulakepuristimen jäähdytetylle pinnalle alusta, ja toisessa - keraaminen liete, jota kutsuttiin musteeksi, suurissa arkkitehtonisissa malleissa voidaan käyttää paksua keraamista lietettä);

  Ekstruusio 3D-tulostimet (FDM) tuottavat asettelun kerrostelemalla ekstruuderin läpi pursotettua sulaa muovia. Tulostuspää liikkuu X- ja Y-akselilla ja tulostusalusta liikkuu alas Z-akselilla

• SLA-DLP-tyyppiset tulostimet, joissa käytetään valopolymerointimenetelmää, jossa käytetään nestemäistä fotopolymeeriä ja jokainen kerros kovetetaan altistamalla ultraviolettilaseerille;

  

  SLA-tekniikalla rakennetuissa 3D-tulostimissa tuote muodostetaan fotopolymeerihartsilla täytettyyn kylpyyn. Ohueen hartsikerrokseen vaikuttavan UV-lasersäteilyn vaikutuksesta se kovettuu ja pohja vajoaa seuraavan kerroksen paksuuteen.

• tulostimet, jotka käyttävät tasaista jauhekerrosta kerroksittain sidottuna kolmiulotteisen materiaaliobjektin luomiseen erilaisia ​​menetelmiä, levittämällä liimaa mustesuihkutulostuksella (3DP-tulostimet) tai sulattamalla se elektronisuihkulla tyhjiössä (EBM), lasersäteilyllä (SLS tai DMLS, jauhetyypistä riippuen) ja kuumennuspäällä (SHS);

  

  SLS-teknologiaa käytettäessä laitetaan ohut kerros jauhetta oikea paikka sintrataan laserilla ja painotasoa lasketaan kerroksen paksuuden verran ja koko pöytätila on peitetty uudella jauheella

• EBF 3D-tulostimet, jotka käyttävät elektronisäteilyn vaikutuksesta sulavaa lankaa materiaalimallin saamiseksi;
• tulostimet, jotka on rakennettu laminoinnin tai kalvon kerroksittain levittämisen periaatteella, jonka jokaisessa kerroksessa osan ääriviivat leikataan erityisellä leikkurilla tai laserilla;

  

  Laminointiteknologiaan perustuvissa 3D-tulostimissa käytetään ohutkalvopinoamista ja sen jälkeen laserleikkausta.

• tulostimet, joissa on laser- tai elektronisäteilyllä sulatetun jauheen pistesyöttö;
• laitteet, jotka toimivat monisuihkumallinnuksen (MJM) menetelmällä, kun nopeasti kovettuvaa materiaalia levitetään mustesuihkutulostuksella;
• bioprinterit ovat innovatiivisia oheistietokonelaitteita, joita ollaan vasta ottamassa käyttöön, ne käyttävät elävän organismin soluja sisäelinten muodostamiseen ja pystyvät tulevaisuudessa luomaan täysimittaisen materiaalin siirtoa varten (onnistuneita tapauksia on jo). leuan tuotanto ja siirto ihmisille ja kilpirauhanen laboratoriohiirelle).

Video: kuinka mekanismi toimii

Tällaisen ainutlaatuisen oheislaitteen mahdollisuudet ovat lähes rajattomat. Nykyään sitä käytetään jo seuraaviin tarkoituksiin:

• nopea tarkkojen asettelujen luominen arkkitehtisuunnittelussa, erilaisten mekanismien ja koneiden rakentamisessa sekä sisustus- ja maisemasuunnittelussa projektin viimeistelemiseksi ja asiakkaalle esittämiseksi;

  

  3D-tulostuslaitteilla luotuja arkkitehtonisia asetteluja käytetään projektin esittelyyn asiakkaalle tai sen viimeistelyyn.

• minkä tahansa monimutkaisen muotoisten osien tuotanto yksittäiseen tai pienimuotoiseen tuotantoon sekä varaosien erilaisten laitteiden korjaamiseen;

  

  Yksi 3D-tulostuksen käyttötarkoituksista on varaosien valmistus korjauksia varten.

• mallien ja muottien valmistaminen valua varten, mukaan lukien koruja luotaessa;

  

  Muovi tulostetaan 3D-muottiin, johon valetaan koru. Tällä tavalla on mahdollista valmistaa monimutkaisimman kokoonpanon tuotteita.

• kaiken monimutkaisten rakennusten ja rakenteiden rakentaminen, joihin käytetään torninosturia muistuttavia erikoislaitteita kaapeleiden sijasta, joissa on nestemäisen betonin syöttölinjat (sellaisen laitteen avulla voit rakentaa 1 kerroksen 10 tunnissa, mikä vähentää merkittävästi rakentamista aika);

  

  Nykyään 3D-tulostimen avulla rakennetaan jo taloja ja toimitetaan betonia muovin sijaan

• proteesien ja sisäelinten luominen siirtoa varten lääketieteessä;

  

  3D-tulostusta käytetään proteesien valmistamiseen ja ensimmäiset testit sisäelimien valmistamiseksi DNA-biomusteista

• monimutkaisten laitteiden mallien tuotanto visuaalisia apuvälineitä koulutusinstituutiot;

  

  3D-tulostuksen avulla tehty visuaalinen apu auton alustan suunnittelun tutkimiseen

• maantieteellisten tietojärjestelmien luominen, jotka ovat kolmiulotteinen värillinen kartta alueesta, jossa on tarkka kohokuvio;

  

  Geoinformaation maastomallien luominen on yksi 3D-tulostimien käyttöalueista

• taloustavaroiden, erilaisten tarvikkeiden ja sisustustarvikkeiden tuotanto;

  

  3D-tulostimien avulla voit luoda sisustusesineitä

• pakkausten ja säiliöiden asettelujen kehittäminen markkinointitarkoituksiin;

  

  3D-tulostuksen avulla voit luoda asetteluja tavaroiden pakkaamiseen ja erilaisiin astioihin

• kokeellisten laitteiden koteloiden tuotanto - autot, automaatiojärjestelmät ja erilaiset elektroniset laitteet;

  

  Kolmiulotteisen tulostuksen laitteilla voidaan valmistaa erilaisten kotitalous- ja elektroniikkalaitteiden koteloita

• mainonta- ja matkamuistotuotteiden tuotanto;
• eksklusiivisten vaatteiden ja kenkien tuotanto tietyn asiakkaan hahmon ja koon mukaan 3D-skannauksella.

  

  3D-tulostimet voivat tehdä ainutlaatuisia kenkimalleja

Tämä luettelo havainnollistaa selvästi 3D-tulostimien käyttömahdollisuudet ja niiden kysynnän eri ihmistoiminnan aloilla.

Kuinka valita: parametrit, joihin sinun on kiinnitettävä huomiota

Kun ostat mitä tahansa monimutkaista laitetta, sinun on määriteltävä itsellesi selkeästi tarkoitukset, joihin aiot käyttää sitä. Tämä määrittää, mitkä käyttöparametrit sopivat sinulle parhaiten. Ottaen huomioon, että tällainen oheislaite ei ole halpa, sinun tulee valita se huolellisesti ottaen huomioon kaikki toimintaparametrit, jotta et katu ostoa myöhemmin.

Ensinnäkin sinun on päätettävä tulostimen tyyppi käytetyn 3D-tulostustekniikan mukaan. Suosituimmat ja edullisimmat mallit nykyään kotikäyttöön tai pienyrityksille ovat:

Tärkeimmät valintakriteerit ovat seuraavat:

1. Tulostukseen käytettävän materiaalin tyyppi. Kun valitset 3D-tulostinta, muista, että FMD-laitteiden kulutusosat maksavat vähemmän kuin SLA-tulostimien. Niille, jotka päättävät ostaa FDM-tulostimen, on laaja valikoima erivärisiä ja -tyyppisiä muoveja (PLA, ABS, HIPS, PVA ja muut), mutta PLA-muovifilamentti on ihanteellinen aloittelijoille, koska tämä materiaali on helpompi käsitellä. käyttöä, ja siitä valmistetut tuotteet saadaan täydellisen tasaisesti ja sileiksi. Niiden, jotka valitsevat SLA 3D -tulostimen, heidän on ostettava kalliimpaa materiaalia fotopolymeerihartseina. Ei-ammattimaisille tulostinmalleille on parasta ostaa Vera-, Somos- tai Tanga-sarjan fotopolymeeri, joille on ominaista läpinäkyvyys, korkea lujuus, lämmönkestävyys ja muovinen stabiilisuus.

   

   ABS-filamentti 3D-tulostukseen FDM-tekniikalla

2. Tulostuksen tarkkuus. Se on korkeampi SLA-tulostimissa. Mallin toiston tarkkuus ekstruusiotyyppisissä laitteissa riippuu suurelta osin sen kerroksen paksuudesta, jonka tulostin pinoaa tulostuksen aikana. Tämä tarkoittaa, että mitä ohuempi suulakepuristimen suuttimen aukko on, sitä selvempi on digitaalisen mallin toisto materiaalissa. Nykyään tulostinmalleja valmistetaan eri suutinreikien halkaisijalla 0,1-0,4 mm. Samanaikaisesti sinun on ymmärrettävä, että mitä pienempi suulakepuristimen suuttimen aukko on, sitä enemmän aikaa mallin tekemiseen kuluu. Täällä jokaisen on valittava itse, mikä on hänelle tärkeämpää - 3D-mallin näyttämisen tarkkuus tai tulostusnopeus.

   

   Yläkuvassa 3D-tulostimella tehty osa 0,1 mm:n tarkkuudella ja alimmassa 0,025. Suuremman tulostustarkkuuden ansiosta tuote on sileämpi, ilman näkyviä muovikerroksia.

3. Tulostettava alue, joka määrittää tällä tulostimella tulostettavan objektin enimmäiskoon. On tietysti mahdollista tehdä suurempia esineitä, mutta vain osissa, liimaamalla ne yhteen erikoisliimalla. Tätä varten 123D Make -ohjelman avulla digitaalinen malli jaetaan erillisiin osiin. Mutta jos et halua harjoittaa liimaamista, vertaa tulostinta valitessasi valmistettujen asettelujen haluttuja mittoja tietyn mallin tulostusalueeseen.

   

   Enimmäistila, jonka asettelu voi viedä 3D-tulostimella, on sen tulostusalue.

4. Suunnitteluominaisuuksia. Tässä on väliä onko se avoin vai suljettu ja mistä materiaaleista runko ja tukielementit on tehty. Nämä tekijät vaikuttavat eniten koko rakenteen jäykkyyteen, joka määrää tulostuspään liikenopeuden sekä laitteen laakeriosien kykyyn vaimentaa useiden tulostinpään liikuttamisesta vastaavien sähkömoottoreiden tärinää ja tärinää. kaikki kolme akselia (X, Y ja Z) ja sen pöytä Z-akselilla. Kotelo on valmistettu puusta, vaikka se näyttää jollekin liian budjettivaihtoehdolta, mutta se vaimentaa tärinää täydellisesti. Alumiinista tai teräksestä valmistetut tukirakenteet ovat vahvempia ja kestävämpiä. On parempi ostaa SLA-tulostimet, joissa on hyvin tuuletettu työkammio, mikä edistää fotopolymeerin nopeampaa kovettumista. Ja FDM-tyyppisille laitteille, erityisesti käytettäessä ABS-muovia tai nailonia, joilla on korkea kutistumisaste nopean jäähdytyksen aikana, on parempi ostaa 3D-tulostin, jossa on suljettu kotelo ja työalueen vuoraus.

   

   Suljetut tulostimet (kuvassa oikealla) ovat jäykempiä ja voivat saavuttaa nopeamman tulostusnopeuden.

5. Tukiohjelmiston saatavuus. 3D-tulostimet ovat korkean teknologian tietokonelaitteita, jotka vaativat erityisiä ohjelmistoja toimiakseen. Ensinnäkin 3D-tulostimen on tunnistettava ja kyettävä lukemaan kaikki 3D-editorit ja erilaiset syöttömuodot. Jälkimmäiset sisältävät STL- ja X3D-kielet sekä VRML-standardin. On monia apuohjelmia, joiden avulla voit tuottaa eniten erilaisia ​​aktiviteetteja painatuksen valmistelusta ja materiaalimallin luomisesta. Näitä ovat esimerkiksi viipalointiohjelmat, joiden avulla voit leikata objektin osiin ja tulostaa sen osiin (Kissslicer tai Cura) tai 123D Catch -ohjelma, joka on suunniteltu toimimaan pilvipalvelun kanssa ja jonka avulla voit saada kolmiulotteisen esineen digitaalinen malli sen valokuvista, jotka on otettu eri kulmista. Tulostimen valmistajan toimittamien apuohjelmien läsnäolo helpottaa huomattavasti tällaisten teknisesti monimutkaisten laitteiden käyttöä. Ja sinun tulee myös kiinnittää huomiota tähän tosiasiaan valitessasi niitä.

Sopivimmat 3D-tulostimet pienille yrityksille

Volumetrinen tulostus 3D-tulostimilla on lupaavin ala pienille yrityksille nykyään. Näiden tietokonelaitteiden avulla, jotka eivät vaadi liian suuria taloudellisia investointeja, kuten teollisuustulostimissa, on mahdollista perustaa erilaisten tavaroiden pienimuotoista tuotantoa.

Näihin tarkoituksiin markkinoilla olevista laajasta tulostimien valikoimasta seuraavat kriteerit täyttävät mallit ovat sopivimpia:

• tulostuslaadun on oltava riittävän korkea, jotta voidaan luoda ainutlaatuisia ja realistisia malleja, jotka ovat kiinnostavia myyntiin, mikä sulkee välittömästi pois suhteellisen halvat alle 1000 dollarin tulostimet;
• on toivottavaa, että tulostin on sovitettu väritulostukseen (FDM-, DIW-, 3DP- tai EBF-tulostimet), mikä säästää aikaa tavaroiden värjäykseen pienimuotoisessa tuotannossa;
• laitteen on tuettava vähintään kahta päätyyppiä muovia (PLA ja ABS), mikä laajentaa sen käyttömahdollisuuksia ja mahdollistaa lapsille tarkoitettujen tuotteiden valmistuksen (PLA-muovi on tarkoitettu erityisesti lastentuotteisiin);
• 3D-tulostimen käyttämien kulutustarvikkeiden hinnan tulee tarjota hyväksyttävät valmiiden tuotteiden kustannukset, jotka riittävät liiketoiminnan normaalille kannattavuustasolle;
• työkammion koon on vastattava tuotantoon tarkoitettujen mallien mittoja, mutta on pidettävä mielessä, että tulostimet, joilla on suurempi tulostusalue, maksavat enemmän.

Joka tapauksessa tulostimen valinta riippuu siitä, minkä tyyppistä liiketoimintaa aiot tehdä. Pienten käsitöiden valmistukseen sopivat ekstruusiotyyppiset laitteet, ja korujen tai hammasproteesien valmistukseen sopivat kalliimmat fotopolymeeritulostimet. Pienyrityksille sopivimpia malleja ovat seuraavat:

Mikä laite valita taloon

Ottaen huomioon 3D-tulostuksen tietokoneiden oheislaitteiden edelleen korkeat kustannukset, tuskin kannattaisi ostaa ylihintaista ja hienoa 3D-tulostinta, joka maksaa 5 000–10 000 dollaria tai enemmän kotikäyttöön. Laite, jonka hinta on 500–3 000 dollaria, riittää. Kaikki riippuu ostajan vaativuudesta painatuksen laatuun ja hänen taloudellisiin mahdollisuuksiinsa.

Mikä parasta, jos kotikäyttöön tarkoitetussa 3D-tulostimessa on yksinkertaiset ja intuitiiviset säätimet, käyttäjäystävällinen käyttöliittymä ja ihanteellinen hinta-laatusuhde. Kaikki tänään kotikäyttöön kysytyt tulostimet voidaan jakaa seuraaviin ryhmiin hintaluokkien mukaan:

• budjettimallit, edullisin tämäntyyppisistä laitteista hintaan 300 - 1 tuhat dollaria;
• keskiluokan tulostimet (1-1,5 tuhatta dollaria);
• melko korkealuokkainen laite edulliseen hintaan 1,5 - 3 tuhatta dollaria.

3D-tulostuksen suosituimmista tulostimista voidaan mainita seuraavat mallit:

• Printrbot yksinkertainen, jonka arvo on 300 dollaria, joka viittaa ekstruusiotulostimiin (FMD), ja myydään kokoamattomana - laitteen itsekokoonpano auttaa ymmärtämään paremmin sen suunnittelua ja ymmärtämään tämän laitteen toimintaperiaatetta;

  

  Printrbot Simple myydään kokoamattomana, ja se on edullisin ja halutuin kodin oheislaite.

• Kino XYZ -tulostus da Vinci 1.0- tämä on taiwanilaisen XYZ-tulostusyrityksen uusi tulostin, jolla on korkea tulostustarkkuus, joka on verrattavissa kalliimpiin laitteisiin - 0,1 mm, sen hinta on noin 500 dollaria (sulan muovin kerros-kerrostustekniikka - FDM on käytetään työssä);

  

  Kino XYZ -tulostus da Vinci 1.0 -tulostinmallissa on suljettu muotoilu ja korkea tulostustarkkuus jopa 0,1 mm

• Kuutioi CubeX, joka kuuluu keskihintasegmenttiin, jonka hinta on 1300 dollaria, ja erilainen korkealaatuinen tulostus ja mallin luomisen nopeus suurilla mitoillaan, tämä tulostin on saatavana kolmella suunnitteluvaihtoehdolla - 1, 2 ja 3 suulakepuristimella, jonka avulla voit saada tietokonemallien väriasetelmia, voidaan liittää tietokoneeseen USB:n kautta yhteys tai Wi-Fi-moduuli.

  1 500 $:n Afinia H-Series H479 -tulostin 0,15–0,4 mm:n tulostustarkkuudella

Parhaiden 3D-tulostimien luokitus

Maailman tunnetuin 3D-tulostuksen asiantuntija on ulkomainen portaali 3D Hubs, joka nousee säännöllisesti parhaat mallit tulostuksen oheislaitteet eri luokissa. Tämän verkkoresurssin mukaan seuraavat 3D-tulostimien mallit nimettiin vuoden 2017 parhaiksi:

1. Alkuperäinen Prusa i3 MK2 tuottanut tšekkiläinen Prusa Research. Tämä tulostin on suunniteltu 3D-tulostuksen uusille elektroniikkaharrastajille, jotka voivat koota sen itse komponenteista, koska se myydään kokoamattomana. Laite kuuluu FDM-tyyppisiin suulakepuristusmalleihin ja tukee 15 muovityyppiä, mukaan lukien ABS ja PLA, Carbon ja Nylon, HIPS ja FilaFlex, Bamboofill, Laybrick ja muut. Tässä mallissa voidaan käyttää jopa 4 eri materiaalia samanaikaisesti. Siinä on integroitu Z-akseli ja lämmitetty sänky, jossa on painettu pinta PEI-tyyppistä muovia. Tämän mallin tulostimessa on melko suuri tulostusalue, jonka mitat ovat 250 x 210 x 200 mm, pinotun muovikerroksen vähimmäispaksuus 0,05 mm ja tulostusnopeus 40 - 60 mm sekunnissa.

   

   Tulostinmalli Original Prusa i3 mk2 tukee 15 muovityyppiä ja pystyy työskentelemään samanaikaisesti 4 eri materiaalin kanssa

2. BCN3D Sigma R17 (julkaisu 2017). Tämä espanjalaisen BCN3D Technologiesin julkaisema 3D-tulostimen malli on jatkoa Sigma-3D-tulostimille, jotka ovat suosittuja kaikkialla maailmassa. Uusi malli käyttää itsenäistä kaksoisekstruuderia välttääkseen muodonmuutoksia tuotteiden väriä muutettaessa sekä tulostaa samanaikaisesti kaksi identtistä asettelua. Päivitetyssä laitteessa käytetään uutta jäähdytysjärjestelmää ja päivitettyä mikrosirun tehonsäätötekniikkaa. Kaiken tämän ansiosta tulostin toimi hiljaisemmin. Sigma R17:n korkea tulostustarkkuus on 0,125 mm ja asettelualue 297 x 210 x 210 mm. Käytämme muovilankaa seuraavista polymeereistä ABS, PLA, HIPS, PET ja Exotics, joita ekstruuderi suulakepuristaa vähintään 0,05 mm:n kerrospaksuudella.

   

   Laitemallissa BCN3D Sigma R17 on kaksoisriippumaton ekstruuderi, jonka avulla voit tulostaa kaksi identtistä tuotetta samanaikaisesti

3. Formlabs lomake 2- amerikkalaisen Formlabsin valmistama stereolitografinen (SLA) 3D-tulostin, joka on varustettu tehokkaalla laserilla, kosketusnäytöllä ja Wi-Fi-moduulilla. Laitteen tulostusalue on 145 x 145 x 175 mm ja kerrospaksuus 0,025 - 0,1 mm. Tämä tulostin käyttää nestemäisiä fotopolymeerejä ja sitä voidaan käyttää muiden valmistajien hartsien kanssa. Se on varustettu lämmitetyllä alustalla ja integroidulla ohjauspaneelilla.

   

   Formlabs Form 2 3D -tulostin on varustettu tehokkaalla laserilla, kosketusnäytöllä ja Wi-Fi-moduulilla. Laite käyttää SLA-tekniikkaa, jossa käytetään fotopolymeerihartseja

4. Power Spec 3D Pro. Tämä malli on valmistettu Kiinassa ja kuuluu hintaluokka edullisia 3D-tulostimia. Hänen tunnusmerkkejä ovat kestävyys, korkea tulostusnopeus ja kaksoisekstruuderin läsnäolo suunnittelussa, mikä on harvinaista edullisissa malleissa. 3D Pro tukee kolmea muovityyppiä (PLA, ABS ja PVA) ja sillä on korkea tulostustarkkuus. Asetetun kerroksen paksuus on 0,1 - 0,3 mm.

   

   PowerSpec 3D Pro -tulostinmallilla on korkea kestävyys ja tulostusnopeus. Se on varustettu kaksoisekstruuderilla, mikä on melko epätavallista budjettitulostimelle.

5. OrdBot Hadron. Tämän tulostimen valmistaa kanadalainen ORD Solutions. Malli on alumiinista valmistettu mekaaninen 3D-tulostusalusta. Sillä on korkea jäykkyys, luotettavuus ja tulostusnopeus (400 mm/s). Sen toimintaperiaate perustuu FDM-teknologiaan. Laite tukee kahdentyyppisten muovien - ABS ja PLA -työskentelyä, ja sen tulostusalue on 190 x 190 x 150 mm. Tämän tulostimen suunnittelu tarjoaa mahdollisuuden kytkeä toinen ekstruuderi, servo-asema, LCD-näyttö ja muut laitteet, jotka voivat päivittää laitetta merkittävästi oston jälkeen.

   

   Kolmiulotteisen tulostuksen laitteen malli ORD Bot Hadron on valmistettu alumiinista ja rakenteen suuren jäykkyyden vuoksi hyvä nopeus tulostus - 400 mm/s

Kolmiulotteiset 3D-tulostustekniikat ovat vasta alkamassa valloittaa tietokonemarkkinoita, ja tulostimien kustannukset digitaalisen mallin kääntämiseksi materiaaliksi esineeksi ovat edelleen melko korkeat. Mutta nämä tekniikat ovat tulevaisuutta, ja varmasti 3D-tulostimet ilmestyvät pian jokaiseen kotiin, ja niistä tulee tavallinen lisä tietokoneeseen. Jo nykyään monista malleista on tullut kohtuuhintaisia ​​keskitulotason ihmisille, ja niitä käytetään laajasti paitsi pienyrityksissä myös jokapäiväisessä elämässä. Yllä olevien suositusten avulla voit helposti valita oikean tulostimen kotikäyttöön tai omaan pienyritykseen.

Mikro- ja nanoteknologioiden aikakaudella harvat tulevat yllättymään uudesta laitteesta, jonka kyvyt ovat taikuuden partaalla. Ja silti, jopa meidän aikanamme, tieteellisissä teknologioissa tehdään läpimurtoja, jotka eivät voi vain hämmästyttää mielikuvitusta, vaan myös kääntää ajatuksen mahdollisesta.

Tänään me Puhutaanpa tekniikasta, joka vaikutti uskomattomalta jopa lähimenneisyydessä - kyvystä luoda monimutkaisimmat kolmiulotteiset esineet melkein mistä tahansa materiaalista. Tieteiskirjallisuuden "kenttäsyntetisaattorit" ja "replikaattorit" ovat vähitellen siirtyneet todellisuuteen ja kehittyvät erittäin nopeaan tahtiin hallitsemalla tieteellisten laboratorioiden lisäksi myös kodin sisustusta. 3D-tulostus ja 3D-tulostimet ovat vuoden 2012 uutisissa eniten keskusteltu aihe. Ja kiinnostus tätä keksintöä kohtaan vain lisääntyy massojen keskuudessa, koska 3D-tulostuksen mahdollisuudet vain paranevat päivä päivältä.

3D-tulostimen pääsalaisuus

puhuminen selkeää kieltä, 3D-tulostin on erikoistunut korkean tarkkuuden CNC (Computer Numerical Control) -kone. Ja insinöörien mukaan esineiden valmistuksessa työstökoneiden avulla ei ole mitään epätavallista, esineiden valmistukseen tarkoitettuja automaattisia tekniikoita on käytetty pitkään menestyksekkäästi massatuotannossa noin viime vuosisadan puolivälistä lähtien. Fantastinen halo 3D-tulostuksen ympärille syntyi ilmeisesti siitä, että siihen käytetyt laitteet esineen valmistusprosessissa eivät hio vanhaan tapaan aihioiden ”ylimääräisiä” osia, vaan luovat tarvittavan esineen uudelleen ”tyhjästä” . 3D-tulostimen toiminta perustuu additiiviseen tulostustekniikkaan, joka mahdollistaa haluttujen kohteiden saamisen rakentamalla työmateriaalikerroksia. Moderni 3D-tulostin on Charles Hullin vuonna 1984 kehittämän stereolitografi-nimisen laitteen kehitys.

Toistaiseksi 3D-tulostimia ei ole käytetty osien ja esineiden massatuotannossa, koska ne ovat toivottomasti parempia kuin mikään CNC-kone tilanteessa, jossa tärkeämpää ei ole ainutlaatuisuus, vaan valmistusnopeus ja lopputuotteen alhainen hinta. Loppujen lopuksi perinteisiä tuotantomenetelmiä kehitettiin, parannettiin ja kehitettiin olosuhteissa, joissa tarve saada halpoja "in-line" -tuotteita.

Kuinka 3D-tulostin toimii

3D-tulostimen laite on samanlainen kuin minkä tahansa tavanomaisen tulostimen, joka tulostaa kuvia ja tekstejä: siinä on myös tulostuspää ja patruuna työmateriaalilla, joka korvaa mustesuihkumusteen ja lasertulostusväriaineen. Osa 3D-tulostimista muodostaa esineitä erityisestä tärkkelys- tai kipsipohjaisesta jauheesta, osa käyttää työmateriaalina sulaa muovia tai valokovettuvaa nestemäistä fotopolymeeriä. On myös niitä, jotka "sintraavat" keraami- tai metallijauhetta valmiiseen tuotteeseen elektroni- tai lasersäteen avulla.

Riippumatta käytetystä työtekniikasta yleinen periaate 3D-tulostimet toimivat yhtä. Esine luodaan uudelleen sille varattuun tilaan (tulostimen kameraan) olemassa olevan tietokoneen 3D-mallin mukaisesti kerroksittain - "tulostuspään" avulla, jonka liikettä ohjataan ohjelmalla. Ohuista (mikronin kymmenesosissa ja sadasosissa) työmateriaalikerroksista. Kun seuraavan kerroksen rakentaminen on valmis, pää siirtyy seuraavaan, kunnes esine saa valmiin muodon.

3D-tulostusominaisuudet

3D-tulostimet voivat luoda monimutkaisimpiakin erimuotoisia, -kokoisia ja -värisiä objekteja käyttämällä hyvin laaja valikoima jauhemateriaalit - yli 100 tuotetta, ja tämä ei tietenkään ole raja. Tärkkelys, kipsi, hiekka, vaha, lasi, keramiikka, polystyreeni ja muut polymeerit, kumi, nylon, ruostumaton teräs, ei-rautametallit (titaani, alumiini, koboltti, kromi) ja jalometallit (hopea, kulta) ja niiden seokset - joka päivä mahdollisuudet 3D-tulostus vain laajenee. Jo nykyään lääketieteen tutkijat kokeilevat erilaisia ​​biopolymeerejä, jotka voivat viedä maailman lääketieteen uudelle, todella käsittämättömälle tasolle.

3D-tulostustekniikkaa käytetään tällä hetkellä ainutlaatuisissa koruissa, kenkien mallintamisessa, teollisessa suunnittelussa, arkkitehtuurissa ja rakentamisessa, autoteollisuudessa, ilmailuteollisuudessa, lääketieteessä, koulutuksessa, tietojärjestelmissä, tie- ja vesirakentamisessa ja monessa muussa. 3D-tulostuksen kattavuus laajenee jatkuvasti, ja odottamattomia ja omaperäisiä ratkaisuja on monia. Yksi mahdollisista 3D-teknologian kehityksen suunnasta voi olla sen kotikäyttö - esimerkiksi joidenkin kodin esineiden ja yksityiskohtien nopeaan luomiseen.

Esimerkkejä onnistuneesta tekniikan soveltamisesta

3D-tulostusalusta on ollut prototyyppivaiheessa yli 20 vuotta, mutta laitekustannukset ovat kymmenkertaistuneet viimeisen kahden tai kolmen vuoden aikana, ja alkuperäisten korujen luomiskustannukset ovat romahtaneet. Koruissa 3D-tekniikan avulla voit luoda koruja paljon nopeammin kuin perinteisillä tuotantomenetelmillä. Ja säätöjen tekeminen suunnitteluvaiheessa on vieläkin helpompaa, nyt se kestää vain muutaman hiiren napsautuksen.

Nykyään 3D-tulostimet löytävät arvokasta sovellusta tieteessä. On paljon, mitä emme tiedä, kuinka kauan sukupuuttoon kuolleet eläimet, kuten dinosaurukset, liikkuivat. Niin oudolta kuin se kuulostaakin, paleontologiassa ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia viimeisen puolentoista vuosisadan aikana. 3D-tulostuksen käyttö tällä tietämyskentällä mahdollistaa jo nyt paitsi tarkimpien ja täysikokoisimpien kopioiden luomisen uudelleen Maan kerran asuneista olentoista museonäyttelyitä varten, vaan myös kaikkien ihmisten liikkeiden mekaniikkojen onnistuneen testaamisen. nämä sukupuuttoon kuolleet lajit.

3D-tulostus on tullut myös muodin maailmaan, viimeisin esimerkki tällaisesta yhteistyöstä on Voltage-mallisto, joka esiteltiin Pariisin muotiviikolla tammikuun 2013 lopussa. Tätä mallistoa varten Iris Van Herpen (Koerner ja Materialize) on luonut useita hämmästyttävän monimutkaisia ​​mekkoja uudesta kokeellisesta materiaalista. Pitsisaumattoman rakenteen luomisen tarkkuus ei onnistunut muuten kuin 3D-tulostuksen avulla. 3D-tulostimien ominaisuuksien laajentaminen sellaisilla muovimateriaaleja, kuten polyuretaani ja kumi, voit kokeilla muita moderneja materiaaleja, mikä väistämättä vaikuttaa muotitrendeihin.

3D-tulostettu tuliase, AR-15 Army Rifle, on testattu onnistuneesti toimiviksi. Luotuaan ja testattuaan toimivan kiväärin mallin kehittäjä jakoi digitaalisten 3D-aseosien tiedostot välittömästi maailman yhteisön kanssa ja julkaisi ne julkisesti jollakin sivustosta. Tämä "pasifismin teko" ja se tosiasia, että metallinpaljastin ei pysty havaitsemaan tällaisia ​​aseita, sai monien maiden hallitukset säätämään lailla ampuma-aseiden kopioimisen 3D-tulostimilla.

Japanilaiset löysivät myös hyvin omaperäisen käytön 3D-teknologioille avaamalla maailman ensimmäisen 3D-valokuvakopin. Kävittyään nopean ja helpon 3D-skannauksen osastolla kävijällä on mahdollisuus tilata 3D-tulostus omasta pienennetystä kopiostaan ​​tai omasta rintakuvastaan ​​- mikä ei ole alkuperäinen lahja läheiselle. XXX-teollisuus otti käyttöön myös 3D-teknologian ja aloitti räätälöityjen yksilöllisten nukkejen ja muiden silikonilelujen tuotannon.

Iloinen yllätys oli Essential Dynamicsin vuonna 2012 markkinoille tuoma 3D-tulostin, joka pystyy luomaan kaiken monimutkaisia ​​esineitä epätavallisista materiaaleista - suklaasta ja muista ruoan ainesosista. Lähitulevaisuudessa odotetaan valtavaa kysyntää paitsi erilaisille syötäville tuotteille, myös vastaaville tulostimille.

3D-tulostuksen käytön mahdollisuudet ja näkymät

Nykyaikaiset 3D-tulostimet eivät enää jätä perinteisiä tulostimia tulostusominaisuuksiltaan. Siten viiden tulostuspään järjestelmien käyttö vakiovärien materiaaleilla antaa sinun saada täysvärisiä 3D-objekteja, joiden resoluutio on jopa 600 dpi (pistettä tuumalla).

3D-tulostuksen valtavaa potentiaalia havainnollistaa upeasti tällä tekniikalla valmistettu musiikki-instrumentti. 15-vuotias opiskelija testasi ensimmäistä 3D-tulostettua viulua suorana CNN-kanavalla, joka soitti sitä suurella menestyksellä. Tämä epätavallinen esitys osoitti monille epäilijöille, että sen avulla nykyaikaiset tekniikat 3D-tulostuksen avulla lähes mikä tahansa tunnettu esine voidaan luoda uudelleen - ja lisäksi säilyttäen sen luontaiset ominaisuudet ja ominaisuudet.

Keksijä Kai Parthy on luonut kuidun suositulle RepRap 3D -tulostimelle, jonka avulla tekniikkaa voidaan käyttää puun tulostamiseen. Kuitu, koodinimeltään LAYWOO-D3, on puun ja erikoispolymeerin komposiitti. Kierrätetty puujäte ja halpa, vaaraton muovi ovat tarjonneet todella vallankumouksellisen materiaalin, joka voi merkittävästi vähentää metsien häviämistä tulevaisuudessa - edellyttäen, että tekniikka otetaan laajalti käyttöön.

Ponnisteluja jatketaan sellaisten 3D-tulostimien luomiseksi, jotka pystyvät toistamaan betoni- ja vaahtorakennusten rakenneosia. Parhaillaan tutkitaan mahdollisuuksia "tulostaa" nopeasti (jopa 20 tuntia) asuinrakennuksia, joissa on sisäänrakennettu putkisto ja sähköinen tietoliikenne yhdessä jatkuvassa jaksossa suurilla 3D-tulostimilla. Rakennusalan 3D-tulostimien työnäytteet tulostavat jo jopa 3 metrin pituisia rakenteita rakennusmateriaali tunnissa, eikä tämä ole raja. Rakennusten 3D-tulostusteknologiaa suunnitellaan käytettäväksi ihmisten elinympäristöjen automaattiseen rakentamiseen maan ulkopuolelle. Ensimmäiset tällaiset maan ulkopuoliset rakenteet suunnitellaan rakennettavan Kuuhun jo vuosina 2013-2014, ja vain 10 % Maasta toimitetusta materiaalista suunnitellaan käytettävän kuun rakenteiden "tulostamiseen", 90 % materiaalista on kuun maaperää. .

Yhdysvaltain avaruusjärjestö NASA on rahoittanut insinööri Anjan Contractoria 125 000 dollarin apurahalla 3D-tulostimen rakentamiseen, joka pystyy "tulostamaan" ruokaa astronauteille avaruudessa. Sekoittamalla patruunoista peräisin olevia elintarvikkeiden ainesosia laite voisi tarjota erilaisia ​​ruokavalioita pitkillä tehtävillä oleville avaruusmatkailijoille. Ensimmäinen 3D-tulostettava ruokalaji on pizza helposti saatavilla olevien ainesosien ja yksinkertaisen rakenteen ansiosta. Tämän tulostimen ohjelmisto tulee olemaan aluksi avoimen lähdekoodin, mikä antaa harrastajille mahdollisuuden parantaa laitetta ja luoda mahdollisuuden ruokien reseptien (tulosteiden) jakamiseen.

"Kahden fotonin litografian" käyttö on antanut Wienin teknillisen yliopiston tutkijoille mahdollisuuden tehdä suuri läpimurto kolmiulotteisten kohteiden uskomattomissa yksityiskohdissa, jotka on painettu nanotarkkuudella. Hieman myöhemmin, vuonna 2012, ryhmä tutkijoita Glasgow'n yliopistosta Iso-Britanniasta osoitti käytännössä mahdollisuuden käyttää 3D-tulostustekniikoita kemialliset yhdisteet, joka avaa meille oven maailmaan, jossa on mahdollista luoda asioita molekyyli molekyyliltä.

Tutkijat Washingtonista valtion yliopisto löysi tavan "tulostaa" ihmiskehon luut 3D-tulostimella. Innovaatio perustuu sellaisen aineen löytämiseen, joka on rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan samanlainen kuin koostumus luukudos. Tätä keksintöä voidaan käyttää sekä kokonaisten luuproteesien luomiseen että rikkoutuneiden osien ylläpitämiseen niin kauan kuin on tarpeen. On olemassa saksalaisten tiedemiesten BioRap-projekti, jonka tarkoituksena on luoda 3D-tulostimia erilaisten tulosteiden tulostamiseen ihmisen elimiä ja verisuonet. Uskotaan, että lähivuosina nämä tekniikat tulevat laajalti terveydenhuollon työntekijöiden saataville, mikä ratkaisee pohjimmiltaan luovuttavien elinten puutteen ja hylkäämisen ongelman.

Thiel-säätiö on ilmoittanut apurahan luomiseen innovatiivinen tekniikka Orgaanisten proteiiniyhdisteiden 3D-tulostus. Viimeisin kehitys elävien solujen ja kudosten luomisen alalla on tarkoitus yhdistää Breakout Labsin tutkijoiden kehitykseen syötävän lihan prototyypin saamiseksi, josta voi tulla erittäin lupaava ja lisäksi inhimillinen eläinproteiinin lähde lihansyöjille. ympäri maailmaa lähitulevaisuudessa.

3D-tulostus on tulevaisuutta tänään

Äskettäin kymmeniä tuhansia dollareita maksoivista ja ominaisuuksiltaan minimaalisista sarjatulostimista tuli nopeasti harvinaisuus, ja ne korvattiin toimivammilla, kompakteilla ja verrattoman halvemmilla malleilla, jotka maksoivat noin 1 000 dollaria.

Erikoistuneilta sivustoilta, kuten Thingiverse, voit jo löytää kymmeniä tuhansia digitaalisia 3D-malleja eri esineistä, joskus uskomattomia ja hämmästyttäviä, ladattavissa ilmaiseksi. Mutta tästä huolimatta 3D-tulostuksen "kotisovelluksen" soveltamisala rajoittuu edelleen, pääasiassa mutkattomien oikkujen ja vähän käytännöllisten lelujen kopioimiseen.

Tällä hetkellä on jo valtava määrä materiaaleja, joita 3D-tulostimet voivat tulostaa. Lisäksi valmiit tuotteet fyysiset ominaisuudet vastaavat täysin alkuperäisiä materiaaleja - keramiikkaa, kumia, muovia, metallia, lasia jne. Ei kaukana kolmiulotteisten esineiden tulostaminen materiaalien muuttuvilla ominaisuuksilla, esimerkiksi muuttuvalla läpinäkyvyydellä.

3D-teknologioiden ilmaantuminen massakäyttöön vaarantaa lopulta tekijänoikeudet ja herättää paljon keskustelua tekijänoikeuden rajojen ja rajoitusten tarkistamisen väistämättömyydestä. Ei ole kaukana se päivä, jolloin vahvistuksena vitsille Venäjän suurimman torrent-seurannan äskettäisestä sulkemisesta on mahdollista ladata Tseretelin patsas Internetistä.

Bre Pettis, 40-vuotias MakerBot Industriesin perustajaisä, joka valmistaa nykypäivän suosituimpia 3D-kotitulostimia, puhuu 3D-teknologian lisäparannuksien väistämättömyydestä, jonka on todettava, että suurin osa väestö osana tieteiskirjallisuutta. Tämä prosessi voi viedä jonkin aikaa, mutta odotetut tulokset ovat sen arvoisia.

Yksi uusimmat uutiset 3D-tulostuksen maailmasta tuli viesti sellaisen tulostimen ulkonäöstä, joka pystyy tulostamaan itsensä. Ei vain yksittäisten osien, vaan täysimittaisten laitteiden, joissa on elektroninen täyttö ja kaikki tarvittavat komponentit, tulostaminen on seuraava jättiläinen askel tulevaisuuden 3D-tekniikoiden hallitsemisessa.

Sillä välin, ei niin kauan sitten, ensimmäisen 3D-tulostimen kokosivat lapset, Geldermalsenin koulun opiskelijat, jotka työskentelivät monimutkaisten projektien parissa. Tässä se on, hämmästyttävä tulevaisuus - tänään ja jo hyvin lähellä meitä!

Jotkut yrittäjät luopuivat uusien laitteiden ilmestymisestä ja niiden tuomisesta tuotantoon. Toiset, yritteliäisemmät liikemiehet ovat käyttäneet sitä toiminnassaan jo pitkään. Mitä 3D-tulostimet ja niiden sovellukset jokapäiväisessä elämässä ja liiketoiminnassa voit selvittää lukemalla tämän artikkelin.
Halu luoda nopeasti esineitä on kuvattu useammin kuin kerran tieteiskirjallisissa tarinoissa ja elokuvissa. Monet tutkijat aikoivat luoda taikalaitteita, jotka tekisivät tämän. Ensimmäiset onnistuneet yritykset tehtiin viime vuosisadan 80-luvulla.
Stereolitografia oli Charles Hullin vuonna 1986 patentoima laitteen nimi. Hänen ulkonäkönsä ansiosta luotiin ensimmäiset 3D-tulostimet. Jos jotkut epäilivät aluksi sen toimivuutta, tänään kukaan ei voi kiistää tätä.
Nopeaa prototyyppiä käytetään kaikilla elämänalueilla: valmistuksessa, arkkitehtuurissa, muodissa, koulutuksessa ja jopa lääketieteessä. Yllätyt, mutta valtavien 3D-tulostimien avulla Kiinaan luodaan jopa asuinrakennuksia!
3D-tulostin, jonka käyttö voi olla hyödyllistä kaikilla ihmiselämän osa-alueilla, on nyt kaikkien saatavilla. Omistajat käyttävät niitä kaupalliset järjestöt ja ihmiset luovat 3D-hahmoja kotona.
Tätä helpottaa massajakelu ja tällaisten laitteiden merkittävä hinnanalennus. Nykyään sen ostaminen on melko helppoa, jos olet valmis maksamaan tavaroista 400 - 10 tuhatta dollaria.

3D-tulostimen toimintaperiaatteet eli objektin luominen puolessa tunnissa

Kuinka voit tulostaa tuotteen nopeasti ja mitä materiaalia siihen tarvitaan? Monet ihmiset tietävät, että 3D-tulostimien valikoima ei ole vain laaja, vaan rajaton. Siksi 3D-malleja voidaan tulostaa mistä tahansa materiaalista.

Tänään sinulle voidaan tarjota muotojen tulostamista seuraavista:

1. muovi;
2. nylon;
3. puu;
4. metalli;

Tulostustapa kiinnostaa monia. Itse asiassa kaikki on melko yksinkertaista: tulostimeen ladatut kulutustarvikkeet levitetään kerros kerrokselta, simuloiden haluttua kohdetta. On selvää, että tarvitset tulostettavan lähdetiedoston.
Useimmiten näihin tarkoituksiin käytetään muodon tiedostoja, jotka ovat kaikkien saatavilla. Joten mikä tahansa piirustus 3D-muodossa voi ilmestyä puolessa tunnissa.

Mitä 3D-tulostimilla voidaan luoda?

3D-tulostin, jonka liiketoimintasovellus on levinnyt hyvin laajalle, voi tuoda hyviä tuloja. Tällaista uutta teknologiaa käyttämällä voidaan lisätä kaiken tuotantoon liittyvän liiketoiminnan tehokkuutta.
Mitä nykyaikaisilla 3D-tulostimilla voidaan tulostaa?

Epätavalliset sovellukset 3D-tulostimille

Monet olivat tyytyväisiä paitsi 3D-tulostimien ulkonäköön myös. He lukevat tietoja oikeista esineistä ja luovat digitaalisia tiedostoja, joilla tulostetaan. Tämän ansiosta jokainen voi tilata tai tulostaa 3D-hahmon, joka toistaa tarkasti minkä tahansa henkilön, eläimen tai linnun piirteet.
3D-tulostimen käyttö hammaslääketieteessä on erittäin kätevä mekanismi implanttien ja proteesien luomiseen. Niiden yksittäinen valmistus kesti hyvin kauan, eikä mallissa aina ollut ihmetulostimen tarjoamaa kirjeenvaihtoa. Lisäksi tällaiset proteesit ovat useita kertoja halvempia.

Uusi 3D-tulostin, jota käytetään lääketieteessä kaikissa kehittyneissä maissa, mahdollistaa tiettyjen sairauksien hoidon nostamisen laadullisesti uudelle tasolle.
Esimerkiksi amerikkalainen poika tarvitsi proteesin. Lääkärit ehdottivat korkealaatuisen mittatilaustuotteen käyttöä. Sen hinta ylitti useita tuhansia dollareita. Mutta rohkeat vanhemmat eivät vaipuneet epätoivoon. Hylättyään tarjouksen he tulostivat 3D-mallin kädestä tulostimelle.
Kuluu muutama vuosi ja tiedemiehet luovat tekniikoita, jotka säästävät ihmishenkiä. Painettu kilpirauhanen, luu tai jopa kallo voi ratkaista implantaatioongelmia ikuisesti. Kuten näet, tutkijoiden ponnistelut olivat sen arvoisia. Sillä välin, kun luemme tätä artikkelia, edistyneet muotisuunnittelijat ovat painaneet tennareita ja mekkoja, jotka on luotu omista piirustuksistaan.

Video 3D-tulostimen käytöstä

Kuinka voit luovasti korjata mitä tahansa:

Ja niistä asioista, jotka voivat olla hyödyllisiä talolle:

Huolimatta siitä, että ensimmäinen 3D-tulostin ilmestyi noin 30 vuotta sitten, tämä tekniikka tuli massojen saataville vasta äskettäin. Tietenkin monet ovat kuulleet ja jopa nähneet tällaisia ​​laitteita, ja jotkut jopa käyttävät niitä kotona. Kuitenkin harvat tietävät kaikki 3D-tulostimen mahdollisuudet.

3D-tulostin on täysin monipuolinen työkalu, joka on löytänyt tiensä lähes kaikille teollisuuden aloille. Lisäksi tällaisia ​​laitteita käytetään menestyksekkäästi sekä toimistoissa että henkilökohtaisiin tarkoituksiin - kotona. Tämä johtuu 3D-tulostimien ainutlaatuisista ominaisuuksista ja ominaisuuksista, joilla ei ole käytännössä mitään rajoja.

1. 3D-tulostimen ominaisuudet

Monet ihmiset ihmettelevät, mihin 3D-tulostin on tarkoitettu? Vastaus piilee heidän kyvyissään. Ja nykyaikaisten 3D-tulostimien mahdollisuudet ovat erittäin laajat ja vain mielikuvituksesi rajoittaa. Niiden avulla voit tehdä melkein minkä tahansa fyysisen esineen. Samalla painetun mallin laatu, yksityiskohdat ja rakenne on hämmästyttävä sen tarkkuudessa.

On syytä huomata, että nykyaikaiset 3D-tulostimet pystyvät työskentelemään erilaisten materiaalien kanssa, mikä mahdollistaa niiden käytön eri tuotantoalueilla. Tähän mennessä tällaiset laitteet pystyvät käyttämään seuraavia materiaaleja tulostukseen:

• Metallijauhe (ruostumattomasta teräksestä titaaniin);
• Elintarvikkeet leivontaan;
• Rakennusseokset (sementti, kipsi jne.);
• lasi jauhe;
• Erilaisia ​​muovia;
• Pehmeä kumi ja polyuretaani.

Kuten edellä mainittiin, 3D-tulostimia käytetään laajalti kaikilla teollisuudenaloilla. Niiden avulla luodaan prototyyppejä, joiden avulla voit visuaalisesti tutkia mekanismien yksityiskohtia ja komponentteja, parantaa niitä ja luoda toimivia prototyyppejä. Tämän ansiosta 3D-tulostusta on käytetty menestyksekkäästi autoteollisuudessa ja kaikenlaisten mekanismien valmistuksessa useiden vuosien ajan. Lisäksi 3D-tulostimia käytetään makeisteollisuudessa, rakentamisessa, suunnittelustudioissa, arjessa ja niin edelleen.

1.1. 3D-tulostimien tyypit

Olla olemassa erilaisia laitteet kolmiulotteiseen tulostukseen. Mahdollisuudet vaihtelevat tyypistä riippuen. Esimerkiksi metallitulostin voi valmistaa melkein minkä tahansa osan mistä tahansa metallista. Samaan aikaan 3D-tulostimella tulostetut tuotteet ovat vahvuudeltaan ja muilta ominaisuuksiltaan huonompia kuin valmistetut osat perinteinen menetelmä. Lisäksi tällaisen 3D-tulostuksen avulla voit luoda osia paljon nopeammin ja halvemmalla.

On myös valtavia 3D-tulostimia, joilla voidaan luoda koko elämänkokoinen asuinrakennus. Tietenkin toistaiseksi talon korkeus ei ylitä 6-8 metriä, mutta tämä tekniikka kehittyy aktiivisesti, ja pian tämä luku kasvaa merkittävästi. Tätä tekniikkaa on käytetty melko menestyksekkäästi rakentamisessa pitkään koristeellisten betoniaitojen luomiseen sekä erilaisten koristeellisten koristeiden valmistukseen puutarhaan ja kotiin.

Myös arkkitehtuurissa 3D-tulostimet ovat menestyneet. Heidän avullaan luodaan pienennettyjä kopioita tulevista rakennuksista ja jopa kokonaisia ​​lohkoja. Näin arkkitehdit voivat jalostaa ideoitaan ja toteuttaa ne.

Ehkä yleisimmin käytetyt muovia tulostavat tulostimet. Niillä on suuri kysyntä koruteollisuudessa, koska niitä voidaan käyttää sormusten ja muiden korujen prototyyppien luomiseen. Lisäksi tällaisilla tulostimilla valmistetaan kaikenlaisia ​​matkamuistoja, avaimenperiä, leluja kaiken ikäisille lapsille, puhelinkoteloita, huonekalujen varusteita ja niin edelleen. 3D-tulostimen mahdollisuudet käytetystä kulutustarvikkeesta riippumatta ovat todella hämmästyttäviä.

1.2. Kotitalouksien ja teollisuuden 3D-tulostimet

Kuluttaja- ja teollisuuskäyttöön tarkoitettujen 3D-tulostuslaitteiden välinen ero on vain koossa. Tämä tarkoittaa, että tällaisten laitteiden toimintaperiaate on täsmälleen sama. Lisäksi tulostuksen nopeus ja laatu ovat käytännössä samat. Suuren koonsa vuoksi teollisessa 3D-tulostimessa on kuitenkin enemmän vaihtoehtoja, sillä se pystyy tulostamaan lähes minkä tahansa osan ilman kokorajoituksia.

Vastaus kysymykseen, mitä 3D-tulostimella voidaan tulostaa, on mikä tahansa. Nykyään 3D-tulostimella tulostetaan autoja, rakennuksia, koristeita, osia mekanismeihin ja paljon muuta. Lisäksi on tulostimia, joilla voi tulostaa vaatteita. Pehmeää kumia ja polyuretaania käytetään tietysti edelleen kulutusosina. Aktiivista kehitystä on kuitenkin käynnissä, ja pian tämä lista on paljon laajempi.

2. 3D-tulostin: Video

2.1. Mitä muuta voit tehdä 3D-tulostimella

Kuten jo tiedät, 3D-tulostimen mahdollisuuksia rajoittaa vain mielikuvituksesi. Toisin sanoen sitä voidaan käyttää minkä tahansa fyysisen esineen luomiseen prototyyppiosista ja kokonaisista mekanismeista abstrakteihin koristeisiin, joita voit mallintaa. Lisäksi on syytä huomata, että kolmiulotteisen tulostuksen tekniikka kehittyy aktiivisesti. Joka vuosi tulee uusia kuluvia materiaaleja ja itse tulostimien uusia malleja, joissa on entistä enemmän ominaisuuksia ja suurempi nopeus ja tulostuslaatu.

3. Kuinka käyttää 3D-tulostinta

Huolimatta siitä, että 3D-tulostustekniikka on jo tullut ihmisten elämään melko tiukasti, monet eivät osaa käyttää tällaisia ​​laitteita. Ensinnäkin on syytä huomata, että kun ostat 3D-tulostimen, pakkauksessa on ohje, joka koskee erityisesti tätä mallia. Mutta koska kaikilla tulostimilla on sama toimintaperiaate, voimme erottaa yleiset käyttösäännöt.

Aluksi vaadittava osa on mallinnettava tietokoneella. Tätä varten on olemassa erityinen ohjelmisto työskennellä 3D-objektien kanssa. Tämän jälkeen tulostin muodostaa yhteyden tietokoneeseen (liitäntätapa on kuvattu ohjeissa) ja tulostus alkaa. Tulostin on valmisteltava ennen tulostuksen aloittamista. Ohjeissa kerrotaan myös kuinka tämä tehdään.

Kolmiulotteiset tulostimet tai 3D-tulostimet ovat laitteita kolmiulotteisten mallien tekemiseen. Kapean erikoistumisen laitteilla on rajattomat mahdollisuudet ja niitä käytetään nykyään kaikilla modernin ihmisen elämänalueilla. Muutama vuosi sitten 3D-tulostimet tulivat saataville kotikäyttöön, joka kattaa osan pienyrityksestä.

Tällaisten laitteiden luomisen historia sai alkunsa viime vuosisadan 80-luvun puolivälissä, mutta tietokonetekniikan huono kehitys "jäädytti" kolmiulotteisen tulostuksen aktiivisen käyttöönoton jokapäiväisessä elämässä ja tuotannossa.

3D-tulostimet saivat konkreettisen alun vasta vuonna 2005 tietokoneominaisuuksien parantumisen myötä. Sitten ensimmäinen kolmiulotteinen tulostin esiteltiin yleisölle, joka painettu värillisenä. Myöhemmin tekniikka on kokenut monia muutoksia, nykyaikainen ohjelmisto on kehitetty ohjaamaan tulostusprosessia. Tämän seurauksena käyttäjien saataville on tullut toiminnallinen yksikkö, joka pystyy "tulostamaan" puhelinkuoret tai uusia 3D-tulostimia.

Ensimmäinen 3D-tulostin

Kuinka se toimii

Kolmiulotteisen tulostimen yleinen toimintaperiaate teoriassa on yksinkertainen ja selkeä. Objekti tai osa siitä luodaan 3D-mallinnusohjelmassa (suuret mallit on jaettu useisiin elementteihin). Sitten tiedosto lähetetään erikoisohjelman käsittelyyn (G-koodin luomiseksi), minkä jälkeen tekniikka tulee käyttöön. G-koodi jakaa digitaalisen mallin satoihin vaakasuuntaisiin raitoihin ja määrittää tulostusvaunun liikeradan. Sula materiaali levitetään pohjalle kerroksittain, jolloin syntyy täysin käsin kosketeltava esine.

Kaavioesitys 3D-tulostimesta

3D-tulostuksessa käytetään seitsemän pääteknologiaa, mutta useimmat niistä ovat löytäneet sovelluksen vain teollisiin tarkoituksiin. Amatööri "muovipainatusta" ja pienyrityksiä varten on kehitetty suhteellisen kompakteja ja edullisia laitteita.

• Tekniikka SulatettuLaskeumaMallintaminen(muuten FDM-tulostimet) on saanut laajimman jakelun kolmiulotteiseen mallinnukseen ja ruoanlaittoon. Materiaali kuumennetaan ja syötetään alustalle tulostuspään suuttimen kautta. Kohde "kasvaa" tasossa, ja sen mitat ovat rajoitettuja alustan parametrien mukaan.

• Tekniikka Polyjet kehitetty vuonna 2000 ja nykyään sen omistaa Stratasys. Kolmiulotteisten esineiden luominen suoritetaan polymeroimalla fotopolymeeri UV-säteilyn vaikutuksesta. Fotopolymeeri on kallis ja hauras muovi, joten tällaisia ​​tulostimia ei käytännössä käytetä jokapäiväisessä elämässä, mutta mallinnuksen tarkan yksityiskohdan vuoksi laitteita käytetään lääketieteessä ja teollisuudessa (prototyyppien tekemiseen).

Kaikki nykyaikaisten 3D "muovitulostustulostimien" toiminnasta löytyy esimerkiksi tästä teemavideosta. Ne myös usein osoittavat, kuinka kone toimii eri materiaalien kanssa esineen tekemiseksi.

Tulostusprosessin hallinta

Yleensä käyttäjän on tehtävä useita asetuksia juuri ennen tulostusta.

1. Laite liitetään tietokoneeseen USB-kaapelilla.
2. Suuttimen liikkeen kalibrointi alustaan ​​nähden.
3. Lavan ja annostelusuuttimen lämmityksen säätö ja ohjaus.
4. Lämpötilasuhteen valvonta.
5. Painoprosessin ohjaus (ekstruuderi) - materiaalin syöttönopeuden asettaminen, muovisten puolojen vaihtaminen.

Tulostusta ohjataan PC:n kautta. Objektin luomiseksi ideasta tulokseen käyttäjä tarvitsee erityistä ohjelmat kolmiulotteiseen mallinnukseen ja laiteohjaus.

Nykyaikaiset tekniikat eivät vielä mahdollista tulostimen luomista, jossa kaikki toiminnot suoritetaan painamalla paria näppäintä, joten on tarpeen hallita paljon erityisiä ohjelmia ja mallinnuksen perusteita.

Ennen tulostuksen aloittamista käyttäjä kalibroi tulostimen säätämällä sitä tasopöytään nähden. Tulostimen peruslaiteohjelmisto on sarja oletusasetuksia, ja käyttäjä voi tehdä tarkempia säätöjä käytettävän materiaalin mukaan. Joten, jos haluat luoda kolmiulotteisia elementtejä, jotka perustuvat ABS: ään tai PLA:han, asetat eri lämpötila sulaminen. Tulostuksen aikana käyttäjä valvoo työtä ohjelmiston kautta. Koko mallin luomisprosessi voi kestää useista tunteista vuorokauteen, tässä keskeinen tekijä on suoritustarkkuus: tarkat kohteet, joissa on yksityiskohtaiset piirustukset, valmistetaan kauemmin kuin karkeammat.

Missä voin käyttää 3D-tulostinta

3D-tulostimien valikoima on melko laaja: amatöörikäsityöstä liiketoimintaan. Yrittäjät yhdessä arkkitehtuurin laitosten opiskelijoiden kanssa huomasivat ensimmäisenä "muovipainatuksen" valtavan potentiaalin.

Tilavuusmallinnusta käytetään myös koruteollisuudessa ja kaikilla suunnittelun ja suunnittelun aloilla.

Jos aiemmin painatus tehtiin muovilla, niin nykyään materiaalien valikoima on vaikuttava. Valmistajat valmistavat erilaisia ​​​​pohjia, esimerkiksi jäljittelevät luonnollista puuta. Lisäksi tulostusmateriaalina voit valita polymeerien lisäksi myös nailonin. Suunnittelijat omaksuivat tämän idean nopeasti ja loivat kokonaisuuden vaatekokoelmat.

Uhkapelien keräilijät arvostavat täysin "muovipainatuksen" mahdollisuuksia, koska nyt on mahdollista luoda uudelleen mitä tahansa esinettä: lentomalleja, kuuluisia hahmoja, taide-esineitä. Harvinaiset keräilyesineet voivat olla melko kalliita, kuten erittäin hyvä tulostin kotiin, ja tässä valinta on selvä.

Ottaa tai olla ottamatta: laitteiden edut ja haitat

3D-tulostuksen käyttö tarjoaa käyttäjille laajan valikoiman vaihtoehtoja. Tekniikan tärkein etu on minkä tahansa kolmiulotteisen kohteen toisto, eikä käytännössä ole poikkeuksia. Kaikkea, mitä muovista voi tehdä, voidaan "tulostaa", olipa kyseessä sitten kallis alkuperäinen puskuri ulkomaisesta autosta tai tulevaisuuden kauppakeskuksen projekti arkkitehtien näyttelyssä. Ratkaiseva tekijä on laitteen koko, tai tarkemmin sanottuna sen työpöydän koko.

"Muovipainatuksen" mahdollisuudet ovat monimutkaiset aikaa vievä valmistusprosessi ja johtaminen, jotka edellyttävät erittäin erikoisosaamista. Kokematon käyttäjä ei aina pysty suunnittelemaan edes yksinkertaista geometristä hahmoa 3D-MAXissa, puhumattakaan omasta muotokuvastaan. Jotta voit käyttää tekniikkaa, sinun on hallittava se, mutta tämä vie jonkin aikaa.

Toinen 3D-tulostimen haittapuoli on sen mitat. Myös kompakteja malleja on myynnissä, mutta niiden painatuskokorajoitukset ovat liian vaatimattomat, vaikka ne sopivatkin varsin hyvin installaatioiden tai arkkitehtonisten projektien vaiheittaiseen tuotantoon.

Tietenkään ei ole järkevää ostaa 3D-tulostinta leluksi, keskihinta halvan segmentin mallit ylittävät 30 000 ruplaa. Osto on kannattava, jos laite suorittaa tietyn tehtävän: tuottaa voittoa, kehittää taitoja, hankkia koulutusta, olla luova, auttaa työssä.

Tällä alueella on odotettavissa lisää kehitystä lähitulevaisuudessa. Nykyään on jo mahdollista tulostaa todellinen asuinrakennus perinteisestä rakennusseoksesta. Kotikäyttöön tällaisia ​​laitteita ei luonnollisesti ole saatavilla, mutta jo uusien tulostusmateriaalien käyttö lupaa 3D-tulostusmahdollisuuksien menetelmällistä laajentamista kotona.