Τι εκτυπώνει 3D εκτυπωτή

Εάν παλαιότεροι εκτυπωτές 3D (μηχανήματα με προγραμματισμένο έλεγχο που δημιουργούν μέρη με πρόσθετο τρόπο), τα μοντέλα όγκου εκτύπωσης χρησιμοποιήθηκαν μόνο υπό συνθήκες παραγωγής, σήμερα όλοι μπορούν να αγοράσουν μια συσκευή για προσωπική χρήση. Με τη βοήθεια τους, μπορείτε να δημιουργήσετε σχεδόν τίποτα: από μικρά μπιχλιμπίδια μέχρι όπλα και ακόμη και κτίρια.

Τεχνολογία 3D εκτύπωσης

Η τεχνολογία της εκτύπωσης προσθέτων αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 80 του περασμένου αιώνα. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές ήταν ευρέως διαδεδομένοι στις αρχές του XXI αιώνα.

Η αρχή της λειτουργίας των μηχανών για την εκτύπωση ογκομετρικών εξαρτημάτων μπορεί να χωριστεί σε 3 στάδια:

• δημιουργώντας ένα πρότυπο στο πρόγραμμα.
• επεξεργασία του μοντέλου με λογισμικό.
• σχηματισμό (εκτύπωση) του αντικειμένου με στρωματοποίηση του υλικού.

Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες εκτύπωσης προσθέτων, μεταξύ των οποίων:

1. Η μέθοδος της συγκόλλησης στρώσεων-στρώσεων (FDM). Τα μοντέλα δημιουργούνται με την τοποθέτηση σε μια συγκεκριμένη σειρά ενός τετηγμένου νήματος από κερί, μέταλλο ή πλαστικό.
2. Στερεολιθογραφία (SLA). Η βάση για το αντικείμενο είναι ένα υγρό πολυμερές, το οποίο στερεοποιείται κάτω από την επίδραση της ακτινοβολίας λέιζερ.
3. Επιλεκτική λέιζερ σύντηξη (SLM). Η τεχνολογία με την οποία τα μεταλλικά μέρη εξαρτημάτων και συγκροτημάτων δημιουργούνται από μεταλλικά τσιπ με μαθηματικά μοντέλα.
4. Ψηφιακή εκτύπωση με LED (DLP). Η τεχνολογία περιλαμβάνει τη χρήση υγρού πλαστικού, που σκληραίνει κάτω από την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας.

ΒΟΗΘΕΙΑ! Μια από τις τελευταίες εξελίξεις των επιστημόνων είναι η βιογραφική συσκευή, της οποίας η τεχνολογία εκτύπωσης περιλαμβάνει τη δημιουργία οργάνων και ιστών. Τα αντικείμενα δημιουργούνται με τη διασύνδεση σταγονιδίων που περιέχουν ζωντανά κύτταρα, τα οποία θα πρέπει στη συνέχεια να αρχίσουν να διαιρούνται, να αναπτύσσονται και να τροποποιούνται.

Τι εκτυπώνει 3D εκτυπωτή

Ανάλογα με την εφαρμογή και τον σκοπό, συσκευές για τη δημιουργία ογκομετρικών μοντέλων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορα υλικά.

Πλαστικό ABC

Η επιστημονική ονομασία του πλαστικού είναι ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρόλιο. Είναι ένα από τα καλύτερα αναλώσιμα για ογκομετρική μοντελοποίηση, καθώς έχει πολλές θετικές ιδιότητες - αντοχή σε κρούση, ελαστικότητα και αντοχή στη φθορά. Επιπλέον, το ABC-πλαστικό είναι μη τοξικό και δεν έχει οσμή. Μπορείτε να αγοράσετε το υλικό υπό μορφή πηνίων με λεπτά σπειρώματα.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Είναι δυνατή η δημιουργία μόνο μονοχρωματικών, πυκνών μοντέλων από πλαστικό ABC. Τα προϊόντα θα είναι ανθεκτικά και δεν θα χάσουν την εμφάνιση και τις ποιότητες τους, αν τα κρατήσετε μακριά από το άμεσο ηλιακό φως.

Ακρυλικό

Σε αντίθεση με το πλαστικό ABC, διαφανή μοντέλα μπορούν να τυπωθούν με ακρυλικό. Το σημείο τήξης του υπερβαίνει τους 240 βαθμούς Κελσίου, το οποίο πρέπει να ληφθεί υπόψη, καθώς κρυώνει, το ακρυλικό σκληρύνει πολύ γρήγορα.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Οι φυσαλίδες αέρα που σχηματίζονται σε ακρυλικό μπορεί να καταστρέψουν την εμφάνιση του τελικού προϊόντος.

Σκυρόδεμα

Για την εκτύπωση σε μηχανές προσθέτων χρησιμοποιείτε νέους τύπους σκυροδέματος, οι οποίοι είναι σχεδόν ίδιοι με τα δομικά υλικά από πέτρα. Μέχρι σήμερα έχουν δημιουργηθεί μόνο δοκιμαστικά δείγματα. Τεράστιες συσκευές μεγέθους σε λιγότερο από μία ημέρα μπορούν να εκτυπώσουν ένα μικρό σπίτι.

Χαρτί

Τα μοντέλα χαρτιού που εκτυπώνονται σε εκτυπωτές 3D χρησιμοποιούνται συνήθως για τη δημιουργία πρωτοτύπων έργων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Από μόνα τους, τα μοντέλα δεν διαφέρουν σε ισχύ και ελκυστική εμφάνιση, αλλά δημιουργούνται με ταχύτητα ρεκόρ. Οι συσκευές που χρησιμοποιούν χαρτί ως αναλώσιμο δημιουργούν μοντέλα με τη συγκόλληση ενός στρώματος σε άλλο.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Το χαρτί είναι ένα από τα πιο προσιτά και κοινά υλικά για μοντελοποίηση στο σπίτι.

Υδρογέλη

Το μαλακό βιοσυμβατό υλικό με το υλικό των ζωντανών ιστών χρησιμοποιείται σε 3D μοντέλα για τη δημιουργία διαφόρων συσκευών μεταφοράς που μπορούν να μεταφέρουν φάρμακα στο ανθρώπινο σώμα.

Έτσι οι επιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες δημιούργησαν ρομπότ των οποίων το ύψος δεν ξεπερνούσε το 1 εκατοστό. Στην επιφάνεια τους τοποθετούσαν κύτταρα του καρδιακού ιστού, τα οποία, αναθέτοντάς τα, τα έβαλαν σε κίνηση. Προβλέπεται ότι τέτοια ρομπότ στο μέλλον θα μπορούν να συμμετέχουν στη διάγνωση και θεραπεία πολλών ασθενειών ποικίλης σοβαρότητας.

Γύψος

Τα υλικά γύψου σε 3D εκτύπωση χρησιμοποιούνται ευρέως ως χαρτί, ακρυλικό ή πλαστικό. Τα μοντέλα που κατασκευάζονται από αυτά δεν έχουν ιδιαίτερη αντοχή, αλλά το διαθέσιμο κόστος καλύπτει πλήρως αυτή την περίσταση. Τα προϊόντα γύψου χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό των έργων παρουσίασης.

Ίνες ξύλου

Οι ίνες ξύλου είναι ένα καινοτόμο υλικό. Η ιδέα της δημιουργίας ανήκει στον διάσημο εφευρέτη Kai Party. Μια ίνα αποτελούμενη από συνθετικά και φυσικό ξύλο μοιάζει με πολυλακτίδιο σε ιδιότητες. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό είναι παρόμοια με τα πράγματα από φυσική δρυς ή σημύδα, αλλά σε αντίθεση με αυτά, είναι πολύ ισχυρότερα και πιο ανθεκτικά.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Σήμερα, οι ίνες ξύλου χρησιμοποιούνται μόνο σε εκτυπωτές RepRap.

Πάγος

Εξαιρετικά όμορφα στοιχεία για πάγο μπορούν επίσης να δημιουργηθούν σε 3D εκτυπωτές. Από το 2006, χάρη στην ανάπτυξη δύο καναδικών επιστημόνων, έχει καταστεί σαφές ότι όχι μόνο τα ακρυλικά και το χαρτί μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αναλώσιμα για μαζική εκτύπωση. Ένα μείγμα νερού και μεθυλαιθέρα σε θερμοκρασία κάτω από 22 μοίρες μετατρέπεται σε μικρά αντικείμενα, τα οποία, φυσικά, δεν έχουν ιδιαίτερη ανθεκτικότητα και αντοχή.

Μεταλλική σκόνη

Χάρη στη χρήση μεταλλικών κόνεων, έγινε δυνατή η δημιουργία προϊόντων υψηλής αντοχής - εξαρτημάτων και ανταλλακτικών για εξοπλισμό και ηλεκτρονικά, ακόμη και κοσμήματα τυπωμένα από ελαφριά πολύτιμα μέταλλα και τα κράματά τους, όπως χαλκό, αλουμίνιο, χρυσό και ασήμι.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από τέτοια σκόνη έχουν μεγάλη θερμική αγωγιμότητα. Για να το εξουδετερώσετε, προσθέστε κεραμικά μάρκες.

Νάιλον

Το νάιλον χρησιμοποιείται συχνά σε τρισδιάστατα μοντέλα, καθώς τα μέρη που δημιουργούνται με τη βοήθεια του είναι μαλακά και ελαστικά.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Το νάυλον έχει πολλά μειονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της τοξικότητας.

Πολυκαπρολακτόνη

Η πολυκαπρολακτόνη θεωρείται ένα από τα πιο περιζήτητα αναλώσιμα για τη μοντελοποίηση προσθέτων. Λιώνει καλά κάτω από την επίδραση των θερμοκρασιών κάτω από το μηδέν, σκληραίνει γρήγορα, είναι βιοαποικοδομήσιμη και είναι εντελώς ακίνδυνη.

Πολυανθρακικό (PC)

Το πολυανθρακικό είναι ένα πλαστικό που μπορεί να διατηρήσει τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές του υπό την επίδραση διαφορετικών θερμοκρασιών. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μοντέλων βαρέως τύπου.

Πολυλακτίδιο (PLA)

Το πολυλακτίδιο αναγνωρίζεται ως το πιο ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον υλικό. Είναι κατασκευασμένο από σιλό τεύτλων και καλαμπόκι και βιομάζα. Μεταξύ των μειονεκτημάτων του πολυλακτιδίου είναι η ευθραυστότητα και η ικανότητα αποσύνθεσης υπό την επίδραση της θερμότητας και του φωτός.

Πολυπροπυλένιο (ΡΡ)

Το πολυπροπυλένιο αναγνωρίζεται ότι είναι το ευκολότερο πλαστικό που είναι γνωστό στον κόσμο. Αντέχει την τριβή καλά, αλλά λιώνει χειρότερα. Αλλάζει το σχήμα του κρυολογήματος, ασταθές στο οξυγόνο.

Πολυφαινυλοσουλφόνη (PPSU)

Η πολυφαινυλοσουλφόνη, η οποία μοιάζει με το συνηθισμένο γυαλί, ξεπερνάει πολλές φορές το πολυπροπυλένιο. Ήρθε στο 3D μοντέλο από τη βιομηχανία αεροσκαφών και αναγνωρίστηκε ως το καλύτερο υλικό για τη δημιουργία προϊόντων με υψηλή αντοχή στη θερμότητα και σκληρότητα.

Πολυαιθυλένιο χαμηλής πίεσης (HDPE)

Το πολυαιθυλένιο βρίσκεται στην καθημερινή ζωή σχεδόν σε κάθε βήμα. Κάνουν πλαστικά δοχεία για ποτά, μεμβράνες συσκευασίας και δοχεία, σωλήνες από PVC, κλπ. Σε 3D εκτύπωση, είναι πρωτοπόρος, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε από τις γνωστές τεχνολογίες.

Σοκολάτα

Οι 3D εκτυπωτές, οι οποίοι "εργάζονται στη σοκολάτα", σύντομα θα καταστούν υποχρεωτικό χαρακτηριστικό κάθε ζαχαροπλαστικής. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να δημιουργήσετε ειδώλια από ένα γλυκό υλικό οποιασδήποτε πολυπλοκότητας. Η τεχνολογία της δημιουργίας τους συνίσταται στη διαδοχική στρωματοποίηση ενός στρώματος σοκολάτας σε ένα άλλο, το οποίο σκληραίνει γρήγορα στο κρύο.

Άλλα υλικά

Στον κόσμο υπάρχει μια τεράστια ποικιλία 3D εκτυπωτών που χρησιμοποιούν τα πιο απροσδόκητα αναλώσιμα για εργασία. Αυτές περιλαμβάνουν συσκευές που λειτουργούν με ασβέστη, τρόφιμα και ακόμη και βιολογικά συστατικά. Είτε θα αποκτήσουν μεγάλη δημοτικότητα και αν θα είναι σε ζήτηση, μόνο ο χρόνος θα πει.