Viena iš perspektyviausių sričių šiuolaikiniame pasaulyje yra erdvinių objektų kūrimas naudojant 3D spausdinimą. Spausdinimo technologija leidžia jums sukurti gana sudėtingus ir išsamius gaminius. Šiandien trimatį spausdinimą galima naudoti ne tik gamybos vietose, bet ir namuose, tam pakanka įsigyti 3D spausdintuvą.
Kas yra 3D spausdintuvas?
Trimatis spausdintuvas yra įrenginys, galintis sudaryti objektus pagal sukurtus skaitmeninius 3D modelius. Produktai gaunami sluoksniuojant medžiagą. Kaip pagrindas naudojamos termoplastinės ir fotopolimerinės dervos, tačiau tobulėjant technologijoms, žaliavų vaidmenyje naudojamų medžiagų kiekis padidėja.
Produktų gamybos procedūra atrodo taip:
- 3D modelio kūrimo procesas, t. kuriamas vaizdinis būsimojo produkto vaizdas išlaikant visas proporcijas. Modelis sukurtas naudojant specializuotą programinę įrangą.
- Sukūrę modelį, turite apdoroti failą. Apdorojimas apima failo konvertavimą į skaitmeninį kodą, kuris visą modelį padalija į kelis lygiagrečius sluoksnius. Taigi 3D įrenginiui generuojamos komandos, kurios paskirsto medžiagą objekto sukūrimui.
- Paskutinis etapas yra produkto 3D spausdinimas, t. produktų kūrimo procesas sluoksniuojant medžiagą. Procesas atliekamas naudojant spausdinimo galvutę (ekstruderį), kuri juda 0Y ir 0X ašimis, t. medžiaga tiekiama tik išilgai horizontalios plokštumos pagal sluoksnio programos kodą. Norėdami uždėti kitą sluoksnį, ekstruderis pasislenka išilgai vertikalaus kreipiklio (išilgai 0Z ašies) tokiu atstumu, kuris lygus sluoksnio dydžiui. Po to pradedamas tepti kitas horizontalus sluoksnis.
Pagalba: Spausdinimo procesas gali skirtis priklausomai nuo gamybos technologijos, tačiau bendrą gaminių kūrimo procesą sudaro medžiagos sluoksniavimas.
3D spausdintuvų tipai
Įrenginiai skirstomi pagal spausdinimo proceso unikalumą, t. nuo naudojamos technologijos. Dažniausi spausdinimo būdai yra FDM (Fused Deposition Modeling / Direction Modeling) ir SLA (lazerio stereolitografija / lazerio stereolitografija).
Krypties modeliavimo technologija yra viena iš pirmųjų spausdinimo būdų. Gaminant objektus, naudojami termoplastikai suvyniotų stipinų ar gijų pavidalu ant ritės. Spausdinimo būdas yra toks:
- Ritė arba sriegis sumontuojamas ekstruderyje. Veikiant šildymo įrenginiui, medžiaga pradeda tirpti, o per kanalą patenka į darbinį paviršių.
- Ekstruderis juda pagal nurodytas koordinates pagal skaitmeninį kodą. Gamyba vyksta sluoksniais horizontalios plokštumos atžvilgiu.
- Sudėtingų gaminių gamyboje naudojamos dvi medžiagos: pagrindinė ir pagalbinė. Produktas yra sukurtas naudojant pagrindinę medžiagą. Pagalbinė medžiaga skirta sukurti laikinas atramas, taip pat užpildyti tuščiavidurę gaminio erdvę. Nes spausdintuvas negali be jokios priežasties atspausdinti ore esančio objekto.
Pagalba: Vėliau pagalbinė medžiaga pašalinama specialiu tirpikliu arba lengvai nutrūksta.
Gaminiai, pagaminti naudojant FDM technologiją, turi gerą mechaninį ir cheminį atsparumą. Tokios savybės pasiekiamos naudojant termoplastiko gamybos klasę. Be to, ši technologija yra lengva ir tinkama naudoti namų sąlygomis.
SLA technologija arba stereolitografija spausdina gaminius, kuriuose naudojamos skystos fotopolimerinės dervos, kurios užšaldomos veikiant energijos šaltiniui lazerio pavidalu. Taikant šį metodą, produktai pasižymi dideliu tikslumu (iki 15 mikronų). Objektų spausdinimas yra toks:
- Darbinis paviršius nuleidžiamas į indą su fotopolimero skysčiu iki vieno sluoksnio gylio;
- Energijos šaltinis (lazeris) nupjauna objekto formą pagal nurodytas objekto koordinates;
- Polimerizacijos procesas vyksta, po to kietėjimas vyksta sąlyčio taškuose;
- Procedūra kartojama kiekvienam sluoksniui, kol objektas bus pagamintas;
- Po pagaminimo modelis yra panardinamas į konteinerį su specialiu tirpalu, skirtu valyti nuo pagalbinių elementų;
- Paskutinis etapas yra ultravioletinių spindulių švitinimas, siekiant pagreitinti produkto susidarymo procesą.
Stereolitografija yra viena iš moderniausių technologijų, tačiau jai reikia brangių medžiagų. Taip pat yra mažiau žinomų spausdinimo tipų:
SlS (selektyvusis sukepinimas lazeriu) objekto sukūrimo principas yra paduoti ploną medžiagos sluoksnį miltelių pavidalu į darbo vietą, kuri yra sukepinama veikiant lazeriui. Pagrindiniai šio metodo pranašumai yra tai, kad nereikia naudoti pagalbinių elementų, tačiau tam reikia papildomo terminio apdorojimo. Nenumato naudojimo namų sąlygomis.
EBM (elektronų pluošto tirpimas). Technologija yra panaši į pasirinktinį sukepinimą lazeriu, tačiau produktas sukuriamas vakuume ir nereikalauja papildomo terminio apdorojimo.
Pagal 3D spausdinimą galima priskirti 3D rašiklį. Jo veikimo principas yra panašus į FDM-technologijos, tačiau jis turi mažesnę išvaizdą ir yra naudojamas kuriant brėžinius su trimačiu efektu.
Ką gali 3D spausdintuvas?
Šiandien trimatis spausdinimas naudojamas beveik visose gyvenimo srityse. Yra pavyzdžių, kaip kulinarinius patiekalus galima sukurti naudojant 3D spausdinimą. Informacija apie bet kokį sudėtingumą yra sukurta sudėtingesnėms struktūroms visose pramonės šakose. Tačiau aktualiausia ir reikalingiausia sritis vis dar yra medicina.
Kelios įmonės kuria organinius imitatorius, kurie praktiškai gali pakeisti natūralius audinius. Taip pat 3D spausdinimas leidžia jums padėti protezuojant sąnarius. Dažniausiai trimatę gamybą naudoja odontologija. Be protezavimo, spausdintuvai yra naudojami pasigaminti organus. Trimatės spausdinimo galimybės kiekvieną dieną didėja ir tampa prieinamesnės.
3D spausdintuvai padeda ne tik žmonėms, bet ir gyvūnams. Vienas iš žinomų atvejų yra vėžlio kiauto sukūrimas, kuris buvo sužeistas miško gaisre. Taigi naujas apvalkalas išgelbėjo gyvūno gyvybę, tokių atvejų yra daugybė. Kitas unikalus atvejis yra dramblio protezavimas. Atvejo unikalumas slypi tame, kad drambliui protezai praktiškai nėra gaminami dėl didelio gyvulio svorio.
Šiuolaikinė spausdinimo technologija leidžia sukurti net visą pastatą. Statant nedidelį namą (37 kv.m.), tyrėjai praleido tik 24 valandas, ir jis pasirodė du kartus pigesnis už įprastą metodą.
Palikite Komentarą