Mi a 3D nyomtató és mire képes?

A modern világ egyik legígéretesebb területe háromdimenziós tárgyak létrehozása 3D nyomtatás segítségével. A nyomtatási technológia lehetővé teszi, hogy meglehetősen összetett és részletes termékeket készítsen. Manapság a háromdimenziós nyomtatás nem csak a gyártási helyszíneken, hanem otthon is lehetséges, ehhez elegendő egy 3D nyomtató megvásárlása.

Mi a 3D nyomtató?

A háromdimenziós nyomtató olyan eszköz, amely képeket tud létrehozni a létrehozott digitális 3D modellek alapján. A termékeket rétegelt anyagból nyerik. Alapjául hőre lágyuló műanyagokat és fotopolimer gyantákat használnak, de a technológia fejlődésével az alapanyagként felhasznált anyagok száma növekszik.

A termékek előállítási eljárása így néz ki:

1. A 3D modell létrehozásának folyamata, azaz a jövőbeli termék vizuális képének fejlesztése, az összes arány megőrzése mellett. A modell speciális szoftver segítségével készül.
2. A modell létrehozása után feldolgoznia kell a fájlt. A feldolgozás a fájl digitális kódmá alakítását jelenti, amely az egész modellt sok párhuzamos rétegre osztja. Így parancsokat generál a 3D eszköz számára, amelyek elosztják az anyagot az objektum létrehozásához.
   instagram viewer
3. Az utolsó lépés a termék 3D-nyomtatása, azaz a termék létrehozásának folyamata az anyag rétegenként történő alkalmazásával. A folyamatot egy nyomtatófej (extruder) segítségével hajtják végre, amely a 0Y és 0X tengely mentén mozog, azaz az anyagot csak vízszintesen táplálják be, a réteg programkódjának megfelelően. A következő réteg felviteléhez az extruder egy függőleges vezető mentén (a 0Z tengely mentén) mozog a réteg méretének megfelelő távolságra. Ezután a következő vízszintes réteget kell alkalmazni.

FAQ: A nyomtatási folyamat a gyártási technológiától függően eltérő lehet, de a termékek létrehozásának általános folyamata az anyag rétegezett felhasználása.

A 3D nyomtatók típusai

Az eszközöket a nyomtatási eljárás egyedisége szerint osztják fel, azaz az alkalmazott technológiából. A leggyakoribb nyomtatási módszerek az FDM (olvasztott lerakódás modellezése / irányított modellezés) és az SLA (lézeres sztereolitográfia / lézer sztereolitográfia)

Az irányított modellezési technológia az egyik első nyomtatási módszer. Tárgyak gyártására szolgáló anyagként a hőre lágyuló műanyagot seb küllők vagy menetek formájában használják az orsón. A nyomtatási módszer a következő:

1. Az orsót vagy a menetet az extruderbe kell beépíteni. A fűtőberendezés hatására az anyag megolvad, és a csatornán keresztül belép a munkafelületbe.
2. Az extruder a megadott koordinátákban mozog a digitális kódnak megfelelően. A termelés rétegekben történik a vízszintes síkhoz viszonyítva.
3. Az összetett termékek gyártásában két anyagot használnak: a fő és a kiegészítő anyagot. A termék a fő anyag felhasználásával készült. A segédanyag célja ideiglenes tartók létrehozása, valamint a termék üreges helyének kitöltése. mert a nyomtató ok nélkül nem képes a levegőben lévő tárgyat kinyomtatni.

FAQ: A segédanyagot ezután speciális oldószerrel eltávolítják, vagy könnyen lebontják.

Az FDM technológiával készült termékek jó mechanikai és kémiai szilárdsággal rendelkeznek. Ilyen tulajdonságokat ipari minőségű hőre lágyuló műanyagok alkalmazásával érnek el. Ez a technológia könnyű és háztartási körülmények között is használható.

Az SLA technológia vagy a sztereolitográfia folyékony fotopolimer gyantákat használó termékeket nyomtat, amelyek energiaforrás hatására megszilárdulnak lézer formájában. E módszer alkalmazásával a termékek nagy pontossággal rendelkeznek (akár 15 mikron). Objektumok nyomtatása a következő:

1. A munkafelületet fotopolimer folyadékkal ellátott tartályba engedjük le egy réteg mélységére;
2. Egy energiaforrás (lézer) kivágja a tárgy alakját a tárgy adott koordinátáin;
3. A polimerizációs folyamat folytatódik, amelynek eredményeként az érintkezés helyein megszilárdul;
4. Az eljárást minden rétegre meg kell ismételni, amíg a tárgy el nem készül;
5. A gyártás után a modellt egy speciális oldattal ellátott tartályba merítik, amely tisztítja a segédelemektől;
6. Az utolsó szakasz az ultraibolya besugárzás a termékképződés felgyorsítása érdekében.

A sztereolitográfia az egyik legfejlettebb technológia, de drága anyagokat igényel. Vannak kevésbé ismert nyomtatási típusok:

A SlS (szelektív lézer-szinterelés) célja egy objektum létrehozása, hogy egy vékony anyagréteget por formájában hordjon fel a munkaterületre, amelyet a lézer szinterel. Ennek a módszernek a fő előnye a kiegészítő elemek használatának hiánya, de további hőkezelést igényel. Nem írja elő háztartási felhasználást.

EBM (elektronnyaláb olvadás). A technológia hasonló a szelektív lézer-szintereléshez, de a terméket vákuumban készítik, és nem igényel további hőkezelést.

A háromdimenziós nyomtatás 3D tollat ​​tartalmaz. Működésének alapelve hasonló az FDM technológiához, de miniatűr megjelenésű, és háromdimenziós hatású rajzok készítésére használják.

Mit tehet egy 3D nyomtató?

A háromdimenziós nyomtatást manapság az élet szinte minden területén használják. Vannak példák kulináris ételek készítésére 3D nyomtatás segítségével. Bármely bonyolultság részét minden iparág bonyolultabb struktúráira hozzák létre. De a legrelevánsabb és legfontosabb terület az orvostudomány.

Számos vállalat olyan szerves szimulátorokat fejleszt, amelyek szinte helyettesíthetik a természetes szöveteket. A 3D-s nyomtatás a közös protézis környezetében is segít. A háromdimenziós gyártás leggyakrabban a fogászatban volt felhasználva. A protézisek mellett a nyomtatókat szervmodellek készítésére is használják. A háromdimenziós nyomtatás lehetőségei napról napra növekednek, és elérhetőbbé válnak.

A 3D nyomtatók nemcsak az embereket, hanem az állatokat is segítik. Az egyik híres eset egy héj létrehozása egy teknős számára, amelyet erdőtüzben sérültek meg. Így az új mellény megmentette az állat életét, és sok ilyen eset létezik. Egy másik egyedi eset az elefánt protézise. Az eset egyedisége abban rejlik, hogy az elefánt protéziseit gyakorlatilag nem az állat nagy súlya miatt készítik.

A modern nyomtatási technológia lehetővé teszi az egész épület létrehozását. Egy kis ház (37 nm) építése során a kutatók mindössze 24 órát töltöttek, és kiderült, hogy a szokásos módszerhez képest fele az árnak.