Mis on 3D-printer ja milleks see võimeline on?

Kaasaegse maailma üks paljulubavamaid valdkondi on 3D-printimise abil kolmemõõtmeliste objektide loomine. Trükitehnoloogia võimaldab teil luua üsna keerukaid ja üksikasjalikke tooteid. Täna on kolmemõõtmelise printimise kasutamine võimalik mitte ainult tootmiskohtades, vaid ka kodus, selleks piisab 3D-printeri ostmisest.

Mis on 3D-printer?

Kolmemõõtmeline printer on seade, mis suudab loodud digitaalsete 3D-mudelite põhjal objekte vormida. Tooted saadakse kihilise materjaliga. Alusena kasutatakse termoplasti ja fotopolümeervaiku, kuid tehnoloogia arenguga suureneb toorainena kasutatavate materjalide arv.

Toodete valmistamise kord näeb välja järgmine:

1. 3D-mudeli loomise protsess, s.t. tulevase toote visuaalse pildi arendamine, säilitades kõik proportsioonid. Mudel on loodud spetsiaalse tarkvara abil.
2. Pärast mudeli loomist peate faili töötlema. Töötlemine seisneb faili teisendamises digitaalseks koodiks, mis jagab kogu mudeli paljudeks paralleelseteks kihtideks. Seega genereeritakse 3D-seadme jaoks käsud, mis levitavad materjali objekti loomiseks.
   instagram viewer
3. Viimane samm on toote 3D-printimine, s.t. toote loomise protsess materjalide kihtide kaupa rakendamisel. Protsess viiakse läbi prindipea (ekstruuderi) abil, mis liigub mööda telgi 0Y ja 0X, s.o. materjali söödetakse ainult horisontaalselt vastavalt kihi programmikoodile. Järgmise kihi pealekandmiseks liigub ekstruuder mööda vertikaalset juhikut (mööda 0Z-telge) kihi suurusega võrdse vahemaa kaugusel. Seejärel hakatakse rakendama järgmist horisontaalset kihti.

Abi: Trükiprotsess võib sõltuvalt valmistamistehnoloogiast erineda, kuid toodete loomise üldprotsess on materjali kihiline pealekandmine.

3D-printerite tüübid

Seadmed jaotatakse vastavalt printimisprotsessi ainulaadsusele, s.o. kasutatud tehnoloogiast. Kõige tavalisemad printimismeetodid on FDM (sulandatud sadestuse modelleerimine / Directional Modeling) ja SLA (laser stereolitograafia / laser stereolitograafia)

Suundmudelitehnoloogia on üks esimesi trükimeetodeid, mis ilmub. Objektide valmistamise materjalina kasutatakse termoplastit poolil haava kodarate või keermete kujul. Trükkimismeetod on järgmine:

1. Pool või keerme paigaldatakse ekstruuderisse. Kütteseadme toimel hakkab materjal sulama ja kanali kaudu siseneb tööpinnale.
2. Ekstruuder liigub antud koordinaatides vastavalt digitaalsele koodile. Tootmine toimub horisontaaltasandi suhtes kihtidena.
3. Komplekssete toodete valmistamisel kasutatakse kahte materjali: peamist ja abimaterjali. Toote loomisel kasutatakse peamist materjali. Abimaterjal on ette nähtud ajutiste tugede loomiseks, samuti toote õõnsa ruumi täitmiseks. Sest printer ei saa ilma põhjuseta õhus asuvat eset printida.

Abi: Seejärel eemaldatakse abimaterjal spetsiaalse lahusti abil või see laguneb kergesti.

FDM-tehnoloogia abil valmistatud toodetel on hea mehaaniline ja keemiline tugevus. Sellised omadused saavutatakse tööstusliku kvaliteediga termoplastide abil. Samuti on see tehnoloogia kerge ja sobib kasutamiseks olmetingimustes.

SLA-tehnoloogia või stereolitograafia abil trükitakse tooteid, milles kasutatakse vedelaid fotopolümeervaiku, mis tahkuvad energiaallika mõjul laseri kujul. Selle meetodi kasutamisel on tooted suure täpsusega (kuni 15 mikronit). Objektide printimine on järgmine:

1. Tööpind lastakse fotopolümeervedelikuga mahutisse ühe kihi sügavusele;
2. Energiaallikas (laser) lõikab välja objekti kuju antud objekti koordinaatide järgi;
3. Polümerisatsiooniprotsess jätkub, mille tulemusena kokkupuutekohtades toimub tahkumine;
4. Protseduuri korratakse iga kihi jaoks kuni objekti valmistamiseni;
5. Pärast valmistamist sukeldatakse mudel spetsiaalse lahusega anumasse, mis on ette nähtud abielementidest puhastamiseks;
6. Viimane etapp on ultraviolettkiirgus, mis kiirendab toote moodustumist.

Stereolitograafia on üks arenenumaid tehnoloogiaid, kuid vajab kalleid materjale. Samuti on vähemtuntud printimisviise:

SlS (valikuline laseriga paagutamine) Objekti loomise põhimõtteks on õhukese kihi materjal pulbri kujul, mille paagutab laser, tööpiirkonda. Selle meetodi peamised eelised on vajaduse puudumine abielementide kasutamiseks, kuid see nõuab täiendavat kuumtöötlust. See ei näe ette kodumaist kasutamist.

EBM (elektronkiire sulamine). Tehnoloogia sarnaneb selektiivse laseriga paagutamisega, kuid toode luuakse vaakumis ja see ei vaja täiendavat kuumtöötlust.

Kolmemõõtmeline printimine sisaldab 3D-pliiatsi. Selle tööpõhimõte sarnaneb FDM-tehnoloogiaga, kuid on rohkem miniatuurne välimus ja seda kasutatakse kolmemõõtmelise efektiga jooniste loomiseks.

Mida saab 3D-printer teha?

Kolmemõõtmelist printimist kasutatakse tänapäeval peaaegu kõigis eluvaldkondades. On näiteid kulinaarsete roogade loomise kohta 3D-printimise abil. Kõigi tööstusharude keerukamate struktuuride jaoks luuakse igasuguse keerukusega osad. Kuid kõige asjakohasem ja vajalikum valdkond on ikkagi meditsiin.

Mitmed ettevõtted töötavad välja orgaanilisi simulaatoreid, mis suudavad peaaegu asendada looduslikud kangad. 3D-printimine aitab ka ühises proteeside keskkonnas. Kõige tavalisem kolmemõõtmelise tootmise kasutamine oli hambaravis. Lisaks proteesimisele kasutatakse orelimudelite valmistamiseks ka printereid. Kolmemõõtmelise printimise võimalused suurenevad iga päevaga ja muutuvad kättesaadavamaks.

3D-printerid aitavad mitte ainult inimesi, vaid ka loomi. Üks kuulsaid juhtumeid on kesta loomine kilpkonnale, kes sai metsatulekahjus vigastada. Seega päästis uus karahvin looma elu ja selliseid juhtumeid on palju. Teine ainulaadne juhtum on elevandi proteesimine. Juhtumi ainulaadsus seisneb selles, et elevandi proteesimist looma suure kaalu tõttu praktiliselt ei tehta.

Kaasaegne trükitehnoloogia võimaldab teil luua isegi kogu hoone. Väikese maja (37 ruutmeetrit) ehitamise ajal veetsid teadlased vaid 24 tundi ja see osutus tavapärasest meetodist madalamaks pooleks.