3D-принтер — как это работает

Принтеры уже давно заняли привычное место в жизни современного человека. Принтер, снабжающий вывод информации на бумагу, возможно встретить фактически в доме и каждом офисе. Но технологии не стоят на месте и сейчас мы все чаще слышим о 3D печати. Под 3D печатью знают возможность послойного изготовления фактически любого физического объекта на базе виртуального трехмерного проекта.

В возможности 3D печать может очень сильно оказать влияние на многие сферы судьбы простого человека благодаря возможности стремительного и правильного создания любых предметов, начиная от разных пластиковых вещей и заканчивая оружием.

Сущность разработке 3D печати

3D принтер является особое устройство, которое снабжает создание изделия сходу в трех измерениях, в отличие от простого принтера, выводящего лишь двумерные эти на лист бумаги. В базе работы трехмерного принтера лежит принцип послойного изготовления либо наращивания жёсткой, физической модели. Сначала в CAD-программе создается макет физического объекта в трехмерном измерении.

После этого информацию об этом трехмерном прототипе в электронном формате загружаются в принтер, что формирует физический объект последовательно, от одного слоя к второму.

3D-принтер — как это работает3D принтер Cubex Duo

Все предметы, отпечатанные на таком устройстве, выстроены как раз из отдельных слоев. Процесс печати начинается с нижнего слоя, по окончании чего устройство ждёт его подсыхания либо закрепления и причиняет следующий слой поверх первого. Так длится путь наверх до завершения процесса изготовления.

Этим нехитрым методом объект «выращивается» из материала.

Толщина одного для того чтобы слоя в большинстве случаев в среднем достигает всего 0,1 мм. Наряду с этим создаваемые на 3D принтере объекты смогут иметь высоту до 75 сантиметров и более. При соблюдении разработки печати в следствии получается настоящий объект с заданными при моделировании чертями. Сам процесс «выращивания» предмета происходит практически без участия человека.

Нужно только задать 3D принтеру макет для печати, что возможно создать посредством специального ПО.

3D-принтер разрешает распечатывать сверхсложные формы

Целый процесс изготовления контролируется программно, что исключает возможность происхождения какого-либо технического брака либо неточностей. В зависимости от применяемой разработки для «выращивания» предмета смогут использоваться разнообразные материалы. В их числе – пластик, нейлон, стекловолокно, композитные материалы, поликарбонаты, титан.

История происхождения 3D печати

Необходимо подчернуть, что трехмерная печать отнюдь не есть самой последней технологической разработкой, как это думается многим. Подобные разработки уже используются в области производства в течении тридцати лет. Для конструкторов и инженеров трехмерная печать стала настоящей палочкой-выручалочкой, потому, что время создания пробного изделия либо макета существенно сократилось.

Одной из первых, кто применял данную разработку для промышленных целей, стала прекрасно всем узнаваемая компания Porsche. Появление 3D печати практически ознаменовало собой революцию в создании макетов и прототипов. Так как инженерам больше не требуется было тратить на создание прототипа целые семь дней – сейчас на выпуск пробного изделия уходило всего пара мин..

Высокая скорость, относительная низкая стоимость и простота технологии изготовления разных физических объектов обеспечили 3D печати прекрасные возможности в промышленной сфере.

Первые 3D принтеры напоминали огромные производственные станки, стоящие весьма важных денег. Исходя из этого о возможности домашнего применения аналогичных устройств кроме того не было речи. Но с постепенным развитием разработок 3D принтеры уменьшались в падали и размерах в цене.

За последние годы на рынке показались устройства, каковые предназначены уже не для больших производственных фирм, а для малых компаний и домашних хозяйств.

3D-принтер для домашнего применения

Но, мелкие, коммерческие 3D принтеры до тех пор пока значительно проигрывают своим старшим собратьям, как по разрешению и скорости печати, так и по возможности применения разных материалов. Современное поколение3D устройство обучилось «выращивать» различные бытовые предметы, одежду, подробности технологического оборудования а также отдельные человеческие ткани. Действительно, все это пока не относится к домашним аппаратам, каковые по большей части ориентированы на создание каких-либо маленьких предметов из пластика.

Технологии, что содействовали появления 3D печати

История появления трехмерной печати относится к 80-м годам. С той поры разные разработки развивались фактически параллельно между собой, приоткрывая новые горизонты в данной области. Возможно выделить следующие разработки, развитие которых в громаднейшей степени оказало влияние на современное состояние 3D печати:

— Стереолитография (SLA)

Первой показалась стереолитография – разработка послойного разработки трехмерных изделий из жидкого фотополимеризующегося материала. Она была опробована в первой половине 80-ых годов XX века американцем Чарльзом Халлом. Во второй половине 80-ых годов двадцатого века им была основана компания3D System, которая представила публике первый промышленный аппарат для трехмерной печати.

Разработка стереолитографии предусматривала «выращивание» объекта методом нанесения отдельных слоев толщиной порядка 0,2 миллиметра на подвижное основание, которое погружалась в особую емкость с жидким фотополимером.

Во второй половине 80-ых годов двадцатого века уже началось серийное производство принтера SLA-250, основанного на данной разработке. 3D System развивает разработку стереолитографии и два года назад, например, выпустила на рынок первые принтеры для потребительского рынка. Данный способ характеризуется относительно малой ценой «выращенной» модели, сам применяемый материал отличается красивыми возможностями для обработки.

Не смотря на то, что он подвержен разрушительному действию жидкости.

— Ламинирование (LOM)

В середине 80-х годов Михаило Фейген придумал новое уникальное ответ – послойное создание трехмерных моделей из любого листового материала, будь то полиэтиленовая пленка, пластик либо бумага, при помощи скрепления отдельных слоев валиком. Последний разогревается до определенной температуры. Недочётом этого метода трехмерной печати есть то, что по окончании изготовления объекты получаются достаточно шероховатыми и остатки материала приходиться удалять ручным методом.

Структура отпечатанного прототипа может расслаиваться под влиянием воды.

— Селективное лазерное спекание (SLS)

Во второй половине 80-ых годов двадцатого века в Соединенных Штатах Карлом Декартом был изобретен метод селективного лазерного спекания. Для трехмерного прототипа тут используется послойное спекание порошкового материала, снабжаемое действием лазерного луча. Материал разогревается до температуры, сопоставимой с t плавления, и на его поверхности лазерным лучом прорисовывается необходимый контур.

При касании лучом материала последний спекается, по окончании чего добавляется новый слой порошка и осуществляется повторный процесс. Для изготовления физической модели может пригодиться много аналогичных циклов. В качестве материала может употребляться металл, термопластик либо керамика.

Разработка SLS снабжает создание изделий с приличными механическими чертями, исходя из этого она может использоваться для изготовления различных железных элементов.

— Послойное уплотнение (SGC)

Во второй половине 80-ых годов XX века в Израиле компания Cubital представила разработку послойного уплотнения. Она чем-то схожа с фотокопированием: по особой пластине распыляется фоточувствительный тонер, благодаря чему образуется картина слоя либо фотошаблон. Этот шаблон помещается над узким слоем полимера. Потом осуществляется засвечивание ультрафиолетовой лампой и шаблона, и слоя, что снабжает затвердевание смолы.

Жидкие остатки смолы удаляются вакуумом, а пустоты в структуре наполняются расплавленным воском, с течением времени так же затвердевающим. Эта последовательность повторяется многократно до того момента, пока изделие не готовься . Недочётом данной технологии есть то событие, что тут требуется применение токсичных материалов, отличающихся большой ценой.

— Послойная заливка экструдируемым расплавом (FDM)

Наконец, незадолго до 90-х годов Скотт Крамп взял патент на разработку печати, предусматривающую послойное наложение расплавленной полимерной нити. Данный метод предполагает использование узких нитей термопластика, каковые нагреваются до большой температуры и подаются через особую головку. Эта головка выдавливает пластичный материал на подвижное основание весьма узкими слоями. Отдельные слои укладываются друг на друга, соединяясь и затвердевая.

Во второй половине 80-ых годов XX века Крамп создал компанию Stratasys, которая спустя два года выпустила первое устройство с выдавливающей головкой.

Существует еще пара разработок трехмерной печати, но громаднейшее распространение на сегодня взяли как раз перечисленные выше. Выбор в пользу той либо другой технологии определяется функцией создаваемого изделия, материалом для его изготовления, требуемой точностью выполнения поверхности, и ценой самого печатающего материалов и устройства к нему.

Итак, 3D принтеры разрешают создать то либо иное законченное изделие практически за считанные 60 секунд. Непременно, это поразительно нужное изобретение оказалось по вкусу не только инженерам, дизайнерам и конструкторам, каковые легко и скоро создают посредством разработки трехмерной печати разные модели. Дома трехмерные принтеры разрешают создавать самые различные мелочи. Это кроме этого удачное ответ для мелкосерийного производства.

В принципе, возможности 3D печати фактически не ограничены, и эта разработка возможно задействована как при создании подробностей для космической индустрии, так и для изготовления броских детских игрушек.

Сейчас 3D печать уже нельзя назвать каким-то фантастическим проектом. Из года в год трехмерные принтеры становятся все ближе к домашнему применению. Появление компактных и довольно недорогих 3D принтеров может всецело перевернуть повседневную судьбу человека.

Быть может, уже совсем не так долго осталось ждать настанут времена, в то время, когда подобные устройства покажутся в каждом доме.

Как трудится 3D принтер по металлу


Интересно почитать:

Самые интересный результаты подобранные по Вашим интересам: