Що таке 3D друк?
Найповніший путівник в світ 3D друку
3D-друк - це виробничий процес, який створює фізичний об'єкт з 3D моделі. Існують різні технології та матеріали для 3D-друку, якими ви можете друкувати, але принцип побудови 3D моделі завжди один і той же: тривимірна модель перетворюється на твердий тривимірний плавний фізичний об'єкт або порошкоподібного матеріалу.
У цьому посібнику ви знайдете все, що вам потрібно знати про 3D-друк, починаючи з самих азів, перш ніж зануритися глибше, щоб дати вам експертні знання, які будуть п отрібні перш ніж ви почнете свою роботу.
Основи
Як відбувається 3D друк?
Кожен тривимірний друк починається з цифрової 3D моделі.Якщо писати зовсім як у посібнику для чайників, то це ніби текст для друку документа, тільки замість тексту один із сотні або тисячі перерізів майбутнього об'єкта, а папір як матеріал, за рахунок чого Ваш документ можна прочитати тримаючи в руці. Тобто 3D модель нарізається на тонкі шари кратні висоті шару 100, 50, 25 мікрон і т.д., які потім вiдправляються на тривимірний принтер.
Далі весь процес 3д друку залежить від технології , починаючи з настільних принтерів, які розплавляють твердий пластмасовий пруток і укладають його на платформу для друку і закінчуючи великими промисловими машинами, які використовують лазер для вибірково запікання металевого порошку, наприклад, при високих температурах. Друк може тривати кілька годин, або навіть кілька днів залежно від розміру деталі, технології, параметрів друку, і налаштувань самого друку. Надруковані об'єкти часто піддають доробцi для досягнення кращого результату або підвищення чистоти поверхні.
Доступні матеріали також відрізняються за типом принтера: від пластмас до гуми, порошків металів і сплавів - все більше і більше матеріалів з'являються на ринку щороку.
Коротко про історію 3D друку
Сьогодні, коли ви згадуєте ім'я Чарльза (Чака) Халла для середньої людини, вони, ймовірно, не мають поняття, хто це чорт забирай, про кого ви говорите. Однак, якби ви згадували це ім'я тому, хто так само захоплений адитивним виробництвом / 3D-друком, як я, то ймовірно Ви знали б, що він є Томасом Едісоном з усієї індустрії 3D-друку. Чак Халл був людиною, яка створила перший 3D-принтер, здатний створювати фізичні об'єкти.
Перший 3D-принтер Hull був досить успішним, а це понад 30 років тому, 9 березня 1983 року. На той час «тривимірний друк» досі багатьом відрізнялася від того, що ми можемо бачити сьогодні. Апарат для швидкого прототипування «SLA-1» була створена для прискорення процесів, необхідних для створення прототипів продуктів. Раніше це займало приблизно 6-8 тижнів, використовуючи одноразові технологічні процеси ще на початку 80-х, тому машина, яка могла роздрукувати частину за кілька годин, стала великим проривом у обробній промисловості.
Три роки по тому, в 1986 році, Халл створив компанію під назвою 3D Systems, щоб краще продавати і продавати свої машини «Швидкого прототипування», які з тих пір заробили назву «3D-принтер».
21 травня минулого року Халл заслужив честь бути введеним до Зали слави національних винахідників в Олександрії, штат Вірджинія, приєднавшись до рядів багатьох приголомшливих винахідників перед ним, включаючи Вілбера Райт, Генрі Форда, Стіва Джобоба. Халл був відзначений за винахід стереолітографії (SLA), а також спільне створення формату STL-файлу, найбільш поширеного формату файлу 3D-друку, який використовувався на сьогоднішній день.
Плюси та мінуси 3D-друку
Вкрай важливо розуміти, що тривимірний друк - це технологія яка дуже швидко розвивається, так як у неї ряд є ряд незаперечних переваг так і є деякі недоліки, як у принципі і в будь-якій галузі. Ми зібрали приклади з обох сторін, щоб допомогти вам розібратися в факторах які впливають на процес розвиватися у найближчому майбутньому.
Pro Створення складних конструкцій
3D-друк дозволяє дизайнерам створювати складні форми і деталі, багато з яких не можуть бути виготовлені традиційними способами виготовлення. Це означає, що за допомогою адитивних методів виробництва складність більша і не має значення. правилам звичайного виробництва.
Pro Налаштуйте кожен елемент індивідуально
Ви коли-небудь замислювалися, чому ми купуємо наш одяг, який має чіткі стандарти розмірів? З традиційними методами виробництва, це просто дешевше, щоб робити і продавати продукцію за доступною ціною для споживача. В якості альтернативи, тривимірний друк дозволяє спростити індивіду вигляді, щоб внести зміни без будь-яких додаткових інструментів або іншого дорогого виробничого процесу, необхідного для виробництва кінцевого продукту. Як результат кожен елемент дизайну може бути налаштований для задоволення конкретних потреб користувача без додаткових виробничих витрат.
Pro Немає необхідності в прес-формах, при дрібносерійному виробництві
При лиття металів або лиття пластиків під тиском кожна деталь вимагає нової прес форми, тобто фактора, який у 99% випадків сильно збільшує витрати на виробництво елемента. Щоб окупити ці виробничі витрати, більшість компаній покладаються на тисячі тих же предметів, які вже продаються. «моно інструментальний», але в той же час мультифункціональний, немає необхідності змінювати якийсь із параметрів процесу, досить просто внести зміни до тривимірної моделі. І особливо це важливо на етапі розробки, оскільки це суттєво знижує її вартість та терміни, перед запуском у серійне виробництво
Pro Швидкість та простота прототипування, швидкий та найбезпечніший шлях на ринок збуту
Оскільки для створення об'єктів за допомогою тривимірного друку не потрібно дорогого обладнання - це особливо економічний метод виробляти свою продукцію для дизайнерів або підприємців, які прагнуть проводити маркетингові випробування або невеликі виробничі тиражі - або навіть запускати свої продукти через сайти, такі як Kickstarter, наприклад. Таким чином, тривимірний друк пропонує набагато менш ризикований шлях на ринок для тих, хто займається розробкою ідеї чи продукту.
Pro Менше відходів
Багато традиційних виробничих процесів є субтрактивними: ви починаєте з блоку матеріалу, ви вирізуєте його, обробляєте до тих пір, поки він не буде відповідати вашому передбачуваному дизайну. Для багатьох продуктів, таких як кронштейн для літака, - це нормально, щоб втратити 90.
В якості альтернативи, тривимірний друк є адитивним процесом; ви створюєте об'єкт з вихідного матеріалу шар за шаром. Природно, коли об'єкт створюється таким чином, він використовує стільки матеріалів, скільки необхідно для створення цього конкретного об'єкта. Крім того, більшість з цих.
Con Найвища вартість великих виробничих циклів
Незважаючи на всі переваги виробництва за допомогою адитивних методів, тривимірний друк ще не конкурентоспроможна з традиційними виробничими процесами, коли справа доходить до великих виробничих циклів. У більшості випадків цей поворотний момент становить від 1000 до 10000 одиниць, в залежності від матеріалу і технології. продовжують знижуватись, очікується, що діапазон ефективного виробництва ще більше зросте.
Con Менший вибір матеріалів та кольорів.
Незважаючи на те, що сьогодні доступно більше шестисот тривимірних друкованих матеріалів, більшість з яких - пластики і метали, вибір як і раніше обмежений у порівнянні зі звичайними матеріалами, квітами та обробкою. Тим не менш, ця область швидко наздоганяє, кількість нових матеріалів, доданих до списку матеріалів для 3 деревину, метали, композити, кераміку та навіть шоколад.
Con Обмежена міцність та витривалість
У деяких технологіях 3D-друку міцність деталей нерівномірна через процес пошарового виготовлення. Таким чином, частини, які були надруковані в 3D, часто слабші, ніж їх традиційно виготовлені копії. злегка різні властивості. Однак у міру того, як технічні вдосконалення продовжують надходити з'являються нові безперервні процеси 3D-друку, такі як найближчому майбутньому.
