Τι είναι ένας εκτυπωτής 3D

Μία από τις πιο ελπιδοφόρες περιοχές του σύγχρονου κόσμου είναι η δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων χρησιμοποιώντας 3D εκτύπωση. Η τεχνολογία εκτύπωσης σάς επιτρέπει να δημιουργείτε πολύπλοκα και λεπτομερή προϊόντα. Σήμερα, η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι δυνατή όχι μόνο στους χώρους παραγωγής αλλά και στο σπίτι, γι 'αυτό αρκεί να αγοράσετε ένα 3D εκτυπωτή.

Τι είναι ένας εκτυπωτής 3D;

Ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής είναι μια συσκευή ικανή να διαμορφώνει αντικείμενα με βάση τα ψηφιακά μοντέλα 3D που δημιουργούνται. Τα προϊόντα λαμβάνονται με διαστρωμάτωση του υλικού. Θερμοπλαστικές και φωτοπολυμερικές ρητίνες χρησιμοποιούνται ως βάση, αλλά με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, η ποσότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται στο ρόλο των πρώτων υλών αυξάνεται.

Η διαδικασία κατασκευής προϊόντων μοιάζει με αυτό:

1. Η διαδικασία δημιουργίας ενός τρισδιάστατου μοντέλου, δηλ. μια οπτική εικόνα του μελλοντικού προϊόντος αναπτύσσεται με τη διατήρηση όλων των αναλογιών. Το μοντέλο δημιουργείται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο λογισμικό.
2. Αφού δημιουργήσετε το μοντέλο, πρέπει να επεξεργαστείτε το αρχείο. Η επεξεργασία περιλαμβάνει τη μετατροπή ενός αρχείου σε έναν ψηφιακό κώδικα που διαιρεί ολόκληρο το μοντέλο σε πολλαπλά παράλληλα επίπεδα. Έτσι, δημιουργούνται εντολές για τη 3D συσκευή, η οποία διανέμει το υλικό στη δημιουργία του αντικειμένου.
3. Το τελικό στάδιο είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση του προϊόντος, δηλ. τη διαδικασία δημιουργίας προϊόντων μέσω της στρωματοποίησης του υλικού. Η διαδικασία εκτελείται χρησιμοποιώντας μια κεφαλή εκτύπωσης (εξωθητήρα), η οποία κινείται κατά μήκος των αξόνων ΟΥ και ΟΧ, δηλ. το υλικό τροφοδοτείται μόνο κατά μήκος του οριζόντιου επιπέδου σύμφωνα με τον κώδικα προγράμματος του στρώματος. Για να εφαρμοστεί το επόμενο στρώμα, ο εξελαστήρας μετακινείται κατά μήκος ενός κατακόρυφου οδηγού (κατά μήκος του άξονα 0Z) σε απόσταση ίση με το μέγεθος του στρώματος. Μετά από αυτό, αρχίζει να εφαρμόζεται η επόμενη οριζόντια στρώση.

Βοήθεια: Η διαδικασία εκτύπωσης ενδέχεται να διαφέρει ανάλογα με την τεχνολογία κατασκευής, αλλά η συνολική διαδικασία δημιουργίας προϊόντων συνίσταται στην επίστρωση του υλικού.

Τύποι εκτυπωτών 3D

Οι συσκευές διαιρούνται σύμφωνα με τη μοναδικότητα της διαδικασίας εκτύπωσης, δηλ. από την χρησιμοποιούμενη τεχνολογία. Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι εκτύπωσης είναι η FDM (Modeling Deposition Modeling / Direction Modeling) και η SLA (στερεολιθογραφία λέιζερ / στερεοσκοπική λέιζερ)

Η τεχνολογία κατευθυντικής μοντελοποίησης είναι μία από τις πρώτες μεθόδους εκτύπωσης που εμφανίζονται. Ως θέμα της κατασκευής των αντικειμένων που χρησιμοποιούνται θερμοπλαστικό με τη μορφή ακτίνων πληγή ή νημάτων στο πηνίο. Η μέθοδος εκτύπωσης έχει ως εξής:

1. Το πηνίο ή το σπείρωμα είναι εγκατεστημένο σε έναν εξωθητήρα. Κάτω από τη δράση της συσκευής θέρμανσης, το υλικό αρχίζει να τήκεται και μέσω του καναλιού εισέρχεται στην επιφάνεια εργασίας.
2. Ο εξωθητήρας εκτελεί την κίνηση στις δεδομένες συντεταγμένες σύμφωνα με τον ψηφιακό κώδικα. Η παραγωγή γίνεται σε στρώματα σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο.
3. Στην κατασκευή των σύνθετων προϊόντων που χρησιμοποιούνται δύο υλικά: το κύριο και βοηθητικό. Το προϊόν δημιουργείται χρησιμοποιώντας το βασικό υλικό. Το βοηθητικό υλικό προορίζεται για τη δημιουργία προσωρινών στηριγμάτων, καθώς και για την πλήρωση του κοίλου χώρου του προϊόντος. Επειδή ο εκτυπωτής δεν μπορεί να εκτυπώσει ένα αντικείμενο στον αέρα χωρίς κανένα λόγο.

Βοήθεια: Το βοηθητικό υλικό στη συνέχεια απομακρύνεται με ειδικό διαλύτη ή μπορεί εύκολα να σπάσει.

Τα προϊόντα που κατασκευάζονται με την τεχνολογία FDM έχουν καλή μηχανική και χημική αντοχή. Τέτοιες ιδιότητες επιτυγχάνονται με τη χρήση της θερμοπλαστικής κατηγορίας παραγωγής. Επίσης, αυτή η τεχνολογία είναι εύκολη και κατάλληλη για χρήση σε οικιακές συνθήκες.

Η τεχνολογία SLA ή η στερεολιθογραφία εκτυπώνουν προϊόντα που χρησιμοποιούν ρητίνες υγρών φωτοπολυμερών, οι οποίες καταψύχονται υπό την επίδραση μιας πηγής ενέργειας με τη μορφή λέιζερ. Με αυτή τη μέθοδο, τα προϊόντα έχουν υψηλή ακρίβεια (μέχρι 15 μικρά). Τα αντικείμενα εκτύπωσης έχουν ως εξής:

1. Η επιφάνεια εργασίας χαμηλώνεται σε ένα δοχείο με ένα φωτοπολυμερές υγρό σε βάθος ενός στρώματος.
2. Η πηγή ενέργειας (λέιζερ) κόβει το σχήμα του αντικειμένου σύμφωνα με τις δοσμένες συντεταγμένες του αντικειμένου.
3. Η διαδικασία πολυμερισμού προχωρά ως αποτέλεσμα της οποίας λαμβάνει χώρα στερεοποίηση στα σημεία επαφής.
4. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται για κάθε στρώμα μέχρι να κατασκευαστεί το αντικείμενο.
5. Μετά την παραγωγή, το μοντέλο βυθίζεται σε ένα δοχείο με ειδική λύση για καθαρισμό από βοηθητικά στοιχεία.
6. Το τελικό στάδιο είναι η υπεριώδης ακτινοβολία, προκειμένου να επιταχυνθεί η διαδικασία σχηματισμού του προϊόντος.

Η στερεολιθογραφία είναι μία από τις πιο σύγχρονες τεχνολογίες, αλλά χρειάζεται ακριβά υλικά. Υπάρχουν επίσης λιγότερο γνωστοί τύποι εκτύπωσης:

Το SlS (επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ) η αρχή της δημιουργίας ενός αντικειμένου είναι να τροφοδοτεί ένα λεπτό στρώμα υλικού με τη μορφή σκόνης πάνω στην περιοχή εργασίας, η οποία είναι φρυγμένη υπό τη δράση ενός λέιζερ. Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η απουσία της ανάγκης χρήσης βοηθητικών στοιχείων, αλλά απαιτεί πρόσθετη θερμική επεξεργασία. Δεν προβλέπει χρήση σε οικιακές συνθήκες.

EBM (τήξη ηλεκτρονικής δέσμης). Η τεχνολογία είναι παρόμοια με την επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ, αλλά το προϊόν δημιουργείται σε κενό και δεν απαιτεί πρόσθετη θερμική επεξεργασία.

Με 3D εκτύπωση μπορεί να αποδοθεί 3D-στυλό. Η αρχή της λειτουργίας της είναι παρόμοια με την τεχνολογία FDM, αλλά έχει μικρότερη εμφάνιση και χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σχεδίων με τρισδιάστατο αποτέλεσμα.

Τι μπορεί να κάνει ένας εκτυπωτής 3D;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση σήμερα χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλες τις σφαίρες της ζωής. Υπάρχουν παραδείγματα δημιουργίας γαστρονομικών πιάτων χρησιμοποιώντας την εκτύπωση 3D. Λεπτομέρειες σχετικά με τυχόν πολυπλοκότητα δημιουργούνται για πιο σύνθετες δομές σε όλες τις βιομηχανίες. Αλλά η πιο σχετική και απαραίτητη περιοχή είναι ακόμα ιατρική.

Αρκετές εταιρείες αναπτύσσουν βιολογικούς μιμητές που μπορούν ουσιαστικά να αντικαταστήσουν τα φυσικά υφάσματα. Επίσης, η εκτύπωση 3D σας επιτρέπει να βοηθήσετε στο προσθετικό περιβάλλον των αρθρώσεων. Η πιο συνηθισμένη χρήση της τρισδιάστατης κατασκευής έχει λάβει στην οδοντιατρική. Εκτός από την προσθετική, οι εκτυπωτές χρησιμοποιούνται για να κάνουν ψεύτικα όργανα. Οι δυνατότητες τρισδιάστατης εκτύπωσης αυξάνονται καθημερινά και γίνονται πιο προσιτές.

Οι 3D εκτυπωτές βοηθούν όχι μόνο τους ανθρώπους, αλλά και τα ζώα. Μία από τις γνωστές περιπτώσεις είναι η δημιουργία ενός κελύφους χελώνας, το οποίο τραυματίστηκε σε δασική πυρκαγιά. Έτσι, ένα νέο κέλυφος έσωσε τη ζωή ενός ζώου και υπάρχουν πολλές τέτοιες περιπτώσεις. Μια άλλη μοναδική περίπτωση είναι το προσθετικό σκέλος για έναν ελέφαντα. Η μοναδικότητα της περίπτωσης έγκειται στο γεγονός ότι οι προθέσεις για τον ελέφαντα δεν γίνονται πρακτικά λόγω του μεγάλου βάρους του ζώου.

Η σύγχρονη τεχνολογία εκτύπωσης σάς επιτρέπει να δημιουργείτε ακόμη και ένα ολόκληρο κτίριο. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής ενός μικρού σπιτιού (37 τ.μ.), οι ερευνητές πέρασαν μόνο 24 ώρες και αποδείχθηκαν δύο φορές φθηνότερες από τη συνηθισμένη μέθοδο.