3d printerda modellashtirish

3D PRINTERDA MODELLASHTIRISH
Bugungi kunda uch o'lchamli bosma, ehtimol, faqat kichik bolani hayratga solishi mumkin. 3D modellashtirish usuli shaxsiy yoki tijorat maqsadlarida osonlikcha ishlatiladi va ko'plab zamonaviy korxonalar endi bunday printersiz ishlay olmaydilar. Texnologiyaning o'zi ancha oldin yaratilgan, ammo kam odam 3D printerning ishlash printsipi haqida o'ylardi. Ushbu maqolada ikkala qurilma va ushbu turdagi simulyatsiyaning keng tarqalgan usullari muhokama qilinadi. 3D bosib chiqarish uchun printer qurilmasi Nima muhokama qilinadi: U nimadan iborat 3D bosib chiqarish uchun printer qurilmasining turi hamkasbiga o'xshaydi, u 2D formatida har qanday tasvirni hosil qiladi. Asosiy farq - rivojlangan printerning uch o'lchovli elementlarni bosib chiqarish qobiliyatidir. Shunday qilib, odatdagi uzunlik va kenglikka chuqurlik ham qo'shiladi. Siz mutlaqo barcha 3D printerlarda bir xil ish elementlari to'plami mavjudligini tushunishingiz kerak. Uchta tekislikda bosib chiqaradigan har qanday qurilma quyidagi ishchi elementlardan iborat: Ekstruder. U yopishqoq plastmassani isitadi va siqib chiqaradi; Platforma. Jarayon sodir bo'ladigan asos; Dvigatel. U printerning kerakli elementlarini harakatga keltiradi; Qabul qiluvchilar. Ish paytida printerning harakatlanuvchi qismlarini to'xtatadigan maxsus sensorlar. Ular sizga platformadan tashqariga chiqishga imkon bermaydilar; Kadr; Dekart robot. 3 o'qi bo'ylab harakatlana oladigan moslama. Mashinaning tuzilishini bilib, 3D printer qanday ishlashi aniq bo'ladi. Albatta, bu uch o'lchovli tuzilmalarni yaratishda bevosita ishtirok etadigan asosiy ishchi tugunlar. Bu qanday ishlaydi Hammasi bo'lib, bir nechta asosiy 3D bosib chiqarish texnologiyalari mavjud: Plastmassani asta-sekin qatlamlash usuli. Stereolitografik modellashtirish. Lazer bilan sinterlash. Ushbu usullar ommabopdan kam tarqalganlarga nomlandi. Va endi ularning har biri haqida qisqacha to'xtalamiz. Ko'pgina 3D printerlar termoplastikalar, shu jumladan polilaktid bilan ishlaydi. Bu tabiiy kelib chiqishi va zararli moddalarni chiqarolmasligi bilan ajralib turadi. Bu ish yopishqoq plastmassadan yupqa ipni nozul trubkasiga berishdan iborat. Bu zarur elementni tashkil qiladi. Stereolitografik bosma Ushbu texnologiya stomatologiyada keng qo'llaniladi. Uning yordami bilan protezlar tayyorlanadi. Bunday printerlarning asosiy afzalligi - bu ishlab chiqarilgan tuzilmalarning yuqori sifati. Bundan tashqari, ushbu qurilmalar ancha arzon. Ularga oynalar kerak emas, bu esa qurilmani ancha soddalashtiradi. Tereolitografik lazerli 3D printer Lazer bilan sinterlash Ushbu texnologiya uchun oson eriydigan plastikdan foydalaniladi. Kuchli nur ob'ektni kuzatib boradi. Ushbu harakat materialni sinterlaydi. Va shunday qilib, qatlam qatlami, tanlangan element modellashtiriladi. Bosib chiqarish tugagandan so'ng, materialning qolgan qismi shunchaki silkitiladi. Ushbu usulning kamchiliklari mahsulotning gözenekli yuzasi. Printer va dasturiy ta'minotni boshqarish Asosiy jarayonlar kompyuter yordamida boshqariladi: ko'krak harorati; filamentlarni oziqlantirish tezligi; vosita ishlashi. Bugungi kunda 3D-printerlarning asosiy tizimi ochiq arxitekturaga ega Arduino. Va dastur mashinaning o'ziga xos modeliga qarab tanlanishi kerak. Ko'pincha ishlab chiqaruvchilar faqat mulkiy dasturlardan foydalanishni maslahat berishadi. Bugungi kunda 3D printerni ushbu qurilmadan foydalanib juda ko'p muammolarni hal qila oladigan mutaxassislar uchun ixtisoslashgan uskunalar deb hisoblash mumkin. 3D bosib chiqarish borligi haqida har kim ham eshitgan bo'lishi mumkin va yangiliklarda bu texnologiyaning yangi imkoniyatlari to'g'risida har doimgidek sirg'alib o'taveradi. Yaqinda uch o'lchovli bosib chiqarish faqat ishlab chiqarish sharoitida va bir nechta ixlosmandlar tomonidan ishlatilgan, bugungi kunda siz 3D-printerni kundalik hayotda ishlatish uchun osongina sotib olishingiz mumkin. Bunday qurilmalar yordamida har xil narsalarni chop etish: uy uchun dekorativ knick-knacksdan protezlar, qurollar va hatto binolarga qadar. 3D bosib chiqarish istiqbollari shunchalik ajoyibki, bugungi kunda kam odam ularni to'liq tasavvur qila olmaydi. Ungacha kelajakning kelishini tomosha qilish, biz 3D printerning ishlash tamoyillarini, uning imkoniyatlari va afzalliklarini o'rganamiz, shuningdek, kundalik hayotda foydalanish uchun qaysi 3D printerni tanlashni aniqlaymiz. Uch o'lchovli bosib chiqarish texnologiyasi so'nggi bir necha yil ichida barchaning tilida bo'lganiga qaramay, uning ko'rinishini so'nggi asrda izlashga arziydi. Ushbu sohada kashshof bo'lgan Charlz Xull 1984 yilda uch o'lchovli bosib chiqarish texnologiyasini ishlab chiqdi va birozdan keyin bugungi kunda keng qo'llaniladigan stereolitografiya texnikasini patentladi. Shu bilan birga, kompaniya birinchi sanoat 3D printerini ishlab chiqdi va yaratdi, bu aslida yangi davrning boshlanishini belgilab berdi. 90-yillarda uch o'lchovli bosib chiqarish sohasida yangi ishlanmalar paydo bo'ldi, buning natijasida 3D-printerlar sanoat sharoitida o'z dasturini topdi va prototip yaratish uchun ishlatila boshlandi. Texnologiyalarni rivojlantirishning eng yuqori cho'qqisi XXI asrga to'g'ri keladi va biz o'zimiz uch o'lchovli bosmaxona yangi m arralarni zabt etish bilan qanday zabt etayotganiga guvoh bo'lmoqdamiz. Bugungi kunda bosib chiqarish nafaqat turli xil materiallar bilan amalga oshirilishi mumkin plastmassa va metall, Biroq shu bilan birga mato, qog'oz, keramika, oziq-ovqat va hatto tirik hujayralar. 2005 yilda rangli chop etish imkoniyati paydo bo'ldi va 2006 yilda barcha komponentlarning yarmiga yaqinini bosib chiqaradigan printer yaratildi. 2014 yilda deyarli cheksiz bosib chiqarish maydoni bo'lgan birinchi printerlar paydo bo'ldi. Ushbu qurilma yordamida ular allaqachon asosiy material sifatida betondan foydalangan holda to'laqonli uy yaratishga harakat qilishgan. Bunday inshootni o'rnatish uchun bir kundan ko'proq vaqt ketmadi. 2016 yilda allaqachon taqdim etilgan 3D bosib chiqarish yordamida qurilgan birinchi bino Dubayda. 2017 yil fevral oyida Rossiya ham butunlay qurilish maydonchasida bosilgan uyni namoyish qildi. Bu yil olti o'qli printer ham ishlab chiqildi, uning yordamida murakkab elementlarni qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalarga ehtiyoj sezmasdan bosib chiqarish ancha osonlashadi. Ayni paytda chop eta oladigan printerlarning rivojlanishi inson a'zolari, protezlar, implantlar, avtomobil tanalari va hatto oziq-ovqat. 3D printer qanday ishlaydi? Faqat murakkab Qisqacha aytganda, 3D printer - bu qatlamli bosib chiqarish orqali uch o'lchovli ob'ektlarni yaratishga mo'ljallangan qurilma. Bosib chiqarish uchun ishlatiladigan materiallar assortimenti doimiy ravishda kengayib bormoqda va kelajakda u bizga ma'lum bo'lgan moddalarning aksariyat qismini o'z ichiga oladi deb taxmin qilishimiz mumkin. Gacha termoplastikalar va fotopolimer qatronlar eng mashhur bosma nashr bo'lib qolmoqda. Ishning umumiy printsipi 3D. printer quyidagicha ifodalanishi mumkin: Bosib chiqarish xususiyatlari printer foydalanadigan texnologiyaga bog'liq, shuning uchun hozirgi paytda eng keng tarqalgani bilan shug'ullanish mantiqan to'g'ri keladi. 3D printerlarning turlari va har birining bosib chiqarish xususiyatlari Bugungi kunda eng ko'p ishlatiladigan texnologiyaFDM-printlar hamSLA- bosib chiqarish. Ushbu tushunarsiz qisqartmalarning orqasida nima bor va bu sohada yana qanday o'zgarishlar mavjud? FDM bosib chiqarish usuli FDM-texnologiya (Birlashtirilgan yotqizishni modellashtirish) - bu filamanni yotqizish texnologiyasi. Bugungi kunda bu 3D bosib chiqarish usuli eng keng tarqalgan hisoblanadi, shu bilan birga u eng qadimgi usullardan biriga tegishli. Ushbu tamoyil model konturi bo'ylab plastik filamanni qatlam-qatlam eritishidan iborat. Bosib chiqarish uchun termoplastikalar ishlatiladi, ular formada etkazib beriladi lasan yoki tayoqchalar. Ko'pincha yoziladi PLA vaABSplastmassalarneylon, poliamid, polikarbonat, PET (plastik butilkalar yaratish uchun ishlatiladigan polietilen tereftalat) va boshqa ba'zi moddalarni o'z ichiga oladi. Faoliyat printsipi quyidagicha: materialning ipi ekstruderga joylashtiriladi, u erda u isitish elementi ta'sirida eriydi, so'ngra ish joyiga nozul orqali siqib chiqariladi; ekstruder dasturiy ta'minot tomonidan belgilangan yo'l bo'ylab harakatlanadi va ob'ekt qatlamini qatlam bilan barpo etadi; agar murakkab ob'ektni bosib chiqarish zarur bo'lsa, unda ikkita turdagi materiallardan foydalanish mumkin: biri model uchun, ikkinchisi tayanchlarni yaratish uchun (u odatda eriydi yoki shunchaki ob'ektni juda oson sindirib tashlaydi). Qo'llab-quvvatlovchilar chop etilishi kerakagar ob'ekt havoda osilgan elementlarga ega bo'lsa, ularni qo'llab-quvvatlovchi elementlarsiz yaratish mumkin emas, printerda bosib chiqaradigan hech narsa bo'lmaydi. Hamma narsa quyidagi raqamlarda aniq ko'rsatilgan; birinchi qatlam hosil bo'lgandan so'ng, platforma bitta qatlamning qalinligiga tushadi va ekstruder materialning yangi qismini siqib chiqaradi, jarayon ko'p marta takrorlanadi; bosib chiqarish oxirida yordamchi elementlarni ajratish qoladi. Model Model va qo'llab-quvvatlovchi elementlar FDM texnologiyasi ishlab chiqarish darajasidagi termoplastikalardan foydalanishga imkon beradi, shuning uchun bosilgan buyumlar mukammal mexanik, kimyoviy va issiqlik quvvatiga ega.
Texnologiya sodda, toza va ofis yoki uyda foydalanish uchun javob beradi. Xuddi shu printsip 3 tomonidan qo'llaniladiD.- qalam. Bu aslida miniatyura printerlari. Ushbu qalamlar uch o'lchovli rasmlarni chizish uchun mo'ljallangan. Foydalanuvchi undan bir zumda qotib qolgan plastmassani siqib chiqarishi, unga har qanday shakl berish va kulgili mahsulotlar olishlari mumkin. Qurilma ko'proq erkalash uchun mo'ljallangan, ammo g'oya qiziqarli va dizaynerlar ko'plab uy bezaklarini tayyorlashlari mumkin. SLA bosib chiqarish usuli yoki stereolitografiya SLA texnologiyasi (lazer stereolitografiyasi) bosib chiqarish uchun suyuq fotopolimer qatronlardan foydalanishni o'z ichiga oladi, ular lazer yoki shunga o'xshash energiya manbai ta'sirida qotib qolishga moyil. Usul sizga imkon beradi juda aniq geometriyaga ega narsalar, chunki qatlam qalinligi rekord darajadagi 15 mikronga yetishi mumkin, shuning uchun u allaqachon stomatologiyada implantlarni ishlab chiqarishda va zargarlik buyumlarida murakkab qismlarning ko'pligi bilan bo'shliqlar yaratishda keng qo'llaniladi. Qanday ishlaydi 3D.-printerslazer stereolitografiyasi usuli yordamida qisqacha quyidagicha ta'riflash mumkin: ishlaydigan platforma bir qatlam qalinligi (15-150 mikron) gacha bo'lgan suyuq fotopolimer bilan vannaga botiriladi; lazerning kelajakdagi ob'ektning devorlariga ta'siri. Lazer nurlari tom ma'noda fotopolimerda ob'ekt shaklini aniqlaydi, bu esa o'z navbatida dasturiy ta'minot tomonidan o'rnatiladi. Lazerning nurlanishi materialning nur bilan aloqa qilish nuqtalarida polimerlanishiga va qattiqlashishiga olib keladi; platforma vannaga suyuq fotopolimer bilan bir oz chuqurroq botiriladi va immersion chuqurlik qatlam kattaligiga to'g'ri keladi. Lazer yana bosilgan ob'ektning bir qismi bo'lishi kerak bo'lgan materiallarning maydonlariga ta'sir qiladi; modellashtirilgan ob'ekt chop etilgunga qadar jarayon qatlamma-qavat takrorlanadi; texnologiya, shuningdek, qo'llab-quvvatlovchi elementlarni bosib chiqarishni talab qiladi. Ular bir xil fotopolimerdan tayyorlangan; bosib chiqarishni tugatgandan so'ng, ob'ekt ortiqcha eritmani olib tashlash va modelni tozalash uchun maxsus eritmalardagi hammomga botiriladi; oxirgi - fotopolimerning yakuniy qotishi uchun ultrabinafsha nurlanish. Texnologiya ilg'or, ammo buning uchun qimmat sarf materiallarini sotib olish kerak. Bosib chiqarishning boshqa turlari Kamroq tarqalgan, ammo unchalik qiziq bo'lmagan va istiqbolli quyidagi uch o'lchovli bosib chiqarish usullari: Uyda ishlatish uchun eng yaxshi 3D printer nima? Oldinga qarab, biz maishiy 3D-printerlarning narxi nisbatan yuqori bo'lib qolayotganiga qaramay, kelajakda biz texnologiya narxining pasayishini kuzatish uchun barcha imkoniyatlarga egamiz. Esingizda bo'lsin, mobil telefonlar taqdim etilganda, ular nafaqat juda boy kishilar uchun mavjud edi. Uydagi 3D printerdan foydalanishning maqsadi har qanday narsa bo'lishi mumkin: oddiy erkalash va yangi texnologiyalar bilan tanishishdan tortib, uydagi foydali kichik narsalarni chop etish va biznes uchun protetib modellar. Har holda, tanlashda, qurilmaning quyidagi asosiy xususiyatlariga e'tibor bering: Uy 3D printerlari uchun qiziqarli variantlar MakerBot replikatori 2 FDM texnologiyasidan foydalangan holda yuqori sifatli Amerikada ishlab chiqarilgan printer, minimal qatlam qalinligi 100 mikron (0,1 mm). Bosib chiqarish maydoni - 285 * 153 * 155 mm, bosib chiqarish uchun PLA va ABS plastmassalardan foydalaniladi. Maksimal bosib chiqarish tezligi sekundiga 40 mm yoki soatiga 24 sm 3 ni tashkil qiladi. Tanasi po'latdan yasalgan, LCD displeyi bor, vazni 11,5 kg. Model 2013 yilda chiqarilgan bo'lsa-da, u hali ham uy sharoitida bosib chiqarish uchun faol foydalanilmoqda. Narxi $ 3100. PrintBox3D biri Printer mahalliy ishlab chiqarishda, FDM texnologiyasidan foydalangan holda nashr etiladi, minimal qatlam qalinligi 50 mikron, ishchi platformaning o'lchamlari 185 * 160 * 150 mm. Qurilma ABS va PLA plastmassalarini bosib chiqaradi va isitiladigan yotoq bilan jihozlangan. Ta'lim va dizayndan foydalanish uchun mo'ljallangan, taxminan 1700 dollar. Wanhao Duplicator i3 v2 Texnologiyani o'zlashtirmoqchi va o'zlashtirmoqchi bo'lganlar uchun byudjet variantidir. Taxminan 500 dollar turadi, 100 mikron aniqlikdagi har xil turdagi plastmassalar bilan bosib chiqaradi, bosib chiqarish maydoni 200 * 200 * 180 mm. Qurilish sifati juda zo'r. PICASO 3D Designer Bugungi kunda barcha uy 3D printerlari singari FDM texnologiyasidan foydalangan holda bosib chiqarish uchun ABS va PLA plastmassalardan foydalaniladi. neylon. Bosib chiqarish aniqligi 50 mikron, ishchi platforma 200 * 200 * 210 mm, maksimal tezlik soatiga 30 sm. Qurilma isitiladigan platforma bilan jihozlangan, narxi 1700 dollar. Gerkules 3D printeri Rossiyaning IMPRINTA kompaniyasining yomon qurilmasi emas, har xil turdagi plastiklarni bosib chiqaradi, bosib chiqarish aniqligi - 50 mikron. Isitilgan platforma, maksimal harorat - 120 0 S. Bosib chiqarish tezligi - 40 sm 3 / soat. Narxi 1150 dollar. 3D bosib chiqarishning asosiy ijobiy va salbiy tomonlari haqida qisqacha ma'lumot sifatida 3D bosib chiqarish katta istiqbolga ega istiqbolli yo'nalishdir. Uch o'lchovli bosib chiqarish masalasini o'rganishda "i" ni belgilash uchun biz beramiz uning asosiy afzalliklari: Mavjud kamchiliklar: 3D bosma - bu tibbiyot va sanoatning kelajagi va tez prototip va modellashtirish qobiliyatidir, bu muhandislik uchun bebahodir. Kim biladi, ehtimol 5-10 yil ichida biz xuddi stakan yoki poyabzal modellarini yuklab olishimiz va ularni o'zimizning printerimizda chop etish kabi oson bo'ladiki, bugungi kunda biz filmlarni yuklab olamiz va tomosha qilamiz. 3D bosib chiqarish har xil materiallardan qattiq jismlarni qatlamma-qatlam etishtirish texnologiyasiga asoslangan. Volumetrik modellar plastik, beton, gidrogel, metall va hatto tirik hujayralar va shokoladdan bosilgan. Ushbu maqolada biz eng ommaboplar haqida qisqacha ma'lumot beramiz 3D bosib chiqarish uchun materiallar. ABC plastik ABC plastmassasi akrilonitril butadien stirol sifatida tanilgan. Bu eng yaxshi 3D bosma sarf materiallaridan biridir. Bunday plastmassa hidsiz, toksik emas, zarbaga chidamli va elastik. ABC plastmassasining erish nuqtasi 240 ° C dan 248 ° C gacha. U g'altakka o'ralgan chang yoki ingichka plastmassa iplar shaklida chakana sotuvga chiqariladi. ABC plastmassadan tayyorlangan 3D modellar bardoshli, ammo to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlariga bardosh bera olmaydi. Ushbu plastmassa yordamida siz faqat shaffof bo'lmagan modellarni olishingiz mumkin. 3D bosib chiqarish uchun ABC plastik Akril Akril shaffof modellarni yaratish uchun 3D bosib chiqarishda qo'llaniladi. Akrildan foydalanganda quyidagi xususiyatlarni hisobga olish kerak: bu material ABC-plastmassadan yuqori erish nuqtasiga muhtoj va u juda tez soviydi va qattiqlashadi. Isitilgan akrilda ko'plab kichik havo pufakchalari paydo bo'ladi, bu esa tayyor mahsulotning vizual buzilishini keltirib chiqarishi mumkin. Akrildan bosilgan mahsulotlar Beton Ayni paytda biz 3D-printerlarning beton bilan bosib chiqarish uchun sinov namunalarini tayyorladik. Bular qurilish materiallari va inshootlarini betondan "bosib chiqaradigan" katta matbaa asboblari. Bunday 3D printer umumiy maydoni 230 m2 bo'lgan ikki qavatli turar-joy binosini atigi 20 soat ichida "bosib chiqarishi" mumkin. 3D bosib chiqarish uchun ishlab chiqarilgan betondan foydalaniladi, uning formulasi 95% oddiy betonnikiga teng. Beton bilan bosilgan mahsulotlar Gidrojel Illinoys universiteti olimlari (AQSh) 3D-printer va gidrogel yordamida 5-10 mm uzunlikdagi biorobotlarni bosib chiqarishdi. Biorobotlarning yuzasiga yurak to'qimalarining hujayralari joylashtirildi, ular gidrogel ustiga yoyilib, siqila boshladilar va robotni harakatga keltirdilar. Bunday gidrogel robotlar soniyasiga 236 mikrometr tezlikda harakatlana oladi.