Kas ir 3D printeris?

Viena no perspektīvākajām jomām mūsdienu pasaulē ir trīsdimensiju objektu izveidošana, izmantojot 3D drukāšanu. Drukas tehnoloģija ļauj jums izveidot diezgan sarežģītus un detalizētus produktus. Mūsdienās trīsdimensiju drukāšana ir iespējama ne tikai ražošanas vietās, bet arī mājās, lai to izdarītu, pietiek ar 3D printera iegādi.

Kas ir 3D printeris?

Trīsdimensiju printeris ir ierīce, kas spēj veidot objektus, pamatojoties uz izveidotajiem digitālajiem 3D modeļiem. Produktus iegūst, slāņojot materiālu. Par pamatu tiek izmantoti termoplastiskie un fotopolimēru sveķi, bet, attīstoties tehnoloģijai, izejvielu lomā palielinās izmantoto materiālu daudzums.

Izstrādājumu ražošanas procedūra izskatās šādi:

1. 3D modeļa izveides process, t.i. saglabājot visas proporcijas, tiek izstrādāts nākotnes produkta vizuālais attēls. Modelis ir izveidots, izmantojot specializētu programmatūru.
2. Pēc modeļa izveidošanas jums ir jāapstrādā fails. Apstrāde ietver faila konvertēšanu uz ciparu kodu, kas visu modeli sadala vairākos paralēlos slāņos. Tādējādi 3D ierīcei tiek ģenerētas komandas, kas izplata materiālu objekta izveidošanai.
3. Pēdējais posms ir produkta 3D drukāšana, t.i. produktu radīšanas process, izmantojot materiāla slāņošanu. Process tiek veikts, izmantojot drukas galviņu (ekstrūderi), kas pārvietojas pa 0Y un 0X asīm, t.i. materiāls tiek padots tikai pa horizontālo plakni saskaņā ar slāņa programmas kodu. Lai uzklātu nākamo slāni, ekstrūderis pārvietojas pa vertikālu vadotni (gar 0Z asi) attālumā, kas vienāds ar slāņa izmēru. Pēc tam sāk uzklāt nākamo horizontālo slāni.

Palīdzība: Drukāšanas process var atšķirties atkarībā no ražošanas tehnoloģijas, bet kopējais produktu radīšanas process sastāv no materiāla slāņainības.

3D printeru veidi

Ierīces tiek sadalītas atbilstoši drukas procesa unikalitātei, t.i. no izmantotās tehnoloģijas. Izplatītākās drukāšanas metodes ir FDM (Fused Deposition Modeling / Direction Modeling) un SLA (lāzera stereolitogrāfija / lāzera stereolitogrāfija).

Virziena modelēšanas tehnoloģija ir viena no pirmajām drukāšanas metodēm. Kā priekšmets to priekšmetu ražošanai, kurus izmanto termoplastiski brūču spieķu vai diegu veidā uz spoles. Drukāšanas metode ir šāda:

1. Spole vai vītne ir uzstādīta ekstrūderī. Apkures ierīces darbības laikā materiāls sāk izkausēt, un caur kanālu tas nonāk darba virsmā.
2. Ekstrūderis veic kustību pa dotajām koordinātām saskaņā ar digitālo kodu. Ražošana notiek slāņos attiecībā pret horizontālo plakni.
3. Ražojot sarežģītus produktus, tika izmantoti divi materiāli: galvenais un papildu. Produkts ir izveidots, izmantojot pamatmateriālu. Palīgmateriāls ir paredzēts pagaidu balstu izveidošanai, kā arī izstrādājuma dobās vietas aizpildīšanai. Jo printeris bez jebkāda iemesla nevar izdrukāt gaisā esošu priekšmetu.

Palīdzība: Pēc tam palīgmateriālu noņem ar speciālu šķīdinātāju vai viegli sadala.

Izstrādājumiem, kas izgatavoti, izmantojot FDM tehnoloģiju, ir laba mehāniskā un ķīmiskā izturība. Šādas īpašības tiek sasniegtas, izmantojot termoplastisko ražošanas klasi. Arī šī tehnoloģija ir vienkārša un piemērota lietošanai mājas apstākļos.

SLA tehnoloģija vai stereolitogrāfija izdrukā izstrādājumus, izmantojot šķidrus fotopolimēru sveķus, kas lāzera formā sasalst enerģijas avota ietekmē. Izmantojot šo metodi, izstrādājumiem ir augsta precizitāte (līdz 15 mikroniem). Objektu drukāšana ir šāda:

1. Darba virsma tiek nolaista traukā ar fotopolimēra šķidrumu līdz viena slāņa dziļumam;
2. Enerģijas avots (lāzers) sagriež objekta formu atbilstoši dotajām objekta koordinātām;
3. Polimerizācijas process turpinās, kā rezultātā sacietēšanas vietās notiek saskare;
4. Procedūra tiek atkārtota katram slānim, līdz objekts tiek izgatavots;
5. Pēc izgatavošanas modelis tiek iegremdēts traukā ar īpašu šķīdumu tīrīšanai no palīg elementiem;
6. Pēdējais posms ir ultravioletā starojums, lai paātrinātu produkta veidošanās procesu.

Stereolitogrāfija ir viena no modernākajām tehnoloģijām, taču tai nepieciešami dārgi materiāli. Ir arī mazāk zināmi drukāšanas veidi:

SlS (selektīvā lāzera aglomerācija) objekta izveidošanas princips ir plāna materiāla kārta pulvera veidā uz darba zonu, kas tiek saķepināta ar lāzera iedarbību. Šīs metodes galvenās priekšrocības ir tas, ka nav nepieciešams izmantot palīg elementus, taču tai nepieciešama papildu termiskā apstrāde. Neparedz izmantošanu mājas apstākļos.

EBM (elektronu staru kausēšana). Tehnoloģija ir līdzīga selektīvai lāzera aglomerācijai, taču produkts tiek radīts vakuumā un neprasa papildu termisko apstrādi.

Ar 3D drukāšanu var attiecināt 3D pildspalvu. Tās darbības princips ir līdzīgs FDM tehnoloģijai, taču tam ir mazāks izskats, un to izmanto, lai izveidotu rasējumus ar trīsdimensiju efektu.

Ko var 3D printeris?

Trīsdimensiju druka mūsdienās tiek izmantota gandrīz visās dzīves jomās. Ir piemēri, kā izveidot kulinārijas ēdienus, izmantojot 3D drukāšanu. Sīkāka informācija par sarežģītību tiek radīta sarežģītākām struktūrām visās nozarēs. Bet visatbilstošākā un nepieciešamākā joma joprojām ir medicīna.

Vairāki uzņēmumi izstrādā organiskus imitatorus, kas praktiski var aizstāt dabiskos audumus. Arī 3D drukāšana ļauj jums palīdzēt locītavu protezēšanas vidē. Visbiežāk trīsdimensiju ražošanu izmanto zobārstniecībā. Papildus protezēšanai drukāto orgānu izgatavošanai tiek izmantoti printeri. Trīsdimensiju drukāšanas iespējas katru dienu palielinās un kļūst pieejamākas.

3D printeri palīdz ne tikai cilvēkiem, bet arī dzīvniekiem. Viens no zināmajiem gadījumiem ir bruņurupuča apvalka izveidošana, kas tika ievainots meža ugunsgrēkā. Tādējādi jauns apvalks ir izglābis dzīvnieka dzīvību, un šādu gadījumu ir daudz. Vēl viens unikāls gadījums ir ziloņa protezēšana. Lietas unikalitāte slēpjas faktā, ka ziloņa protēzes praktiski netiek izgatavotas dzīvnieka lielā svara dēļ.

Mūsdienu drukas tehnoloģija ļauj jums izveidot pat veselu ēku. Nelielas mājas celtniecības laikā (37 kv.m.) pētnieki pavadīja tikai 24 stundas, un tā izrādījās divas reizes lētāka nekā parasti izmantotā metode.