Osnove 3D tiskanja

2024 Avtor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 09:38

Več slojev

V bistvu 3D-tiskanje vključuje gradnjo predmeta, tako da postavlja zaporedne plasti materialov, kot so prah, tekočine, plastika, kovine in keramika ter jih tako spravi med seboj. Ta oblika aditivne proizvodnje se začne z ustvarjanjem tridimenzionalnega modela z računalniško podprtim dizajnom (CAD).

Po vzorcu

Po izdelavi modela se CAD-navodila za datoteke pretvorijo v obliko, ki jo bo 3D tiskalnik razumel, kot je standardni jezik tezelacije (STL). Navodila se nato "rezane", da se 3D-tiskalniku priskrbi prečni prerez, da se vzorec po zaključku vsakega horizontalnega sloja.

Tiskanje izdelka

Obstaja veliko 3D proizvodnih metod. To so med najbolj priljubljenimi.

Inkjet tehnologija

Kot črnilni curki, z neposrednim 3-D tiskanjem, šobe brizgajo tekoči material na površino. Pri 3D tiskanju se bodisi ali oba šob in tiskalna površina premikajo, medtem ko se material uporablja v zaporednih slojih. Ta metoda je zelo priljubljena za hitro izdelavo prototipov (RP).

Podobno kot direktno 3D tiskanje, Binder 3-D tiskanje združuje lepilo (vezivo) z drobnim prahom: "V prvem prehodu poteka tanek premaz prahu, drugi prehod pa šobe za nanašanje veziva. Gradbena plošča se nato rahlo spusti, da sprejme novo plast praška, celoten postopek pa se ponovi, dokler model ni končan."

Laserji

Več 3D metod tiskanja uporablja laserske žarke za pretvorbo različnih materialov v trdne predmete.

Ena pogosta metoda, stereolitografija, uporablja aparat (SLA) s: "Štirje glavni deli: rezervoar… napolnjena s tekočo plastiko (fotopolimer), perforirano ploščad, ki se spusti v rezervoar, UV-laser in računalnik, ki nadzoruje [vse. Najprej] tanko plast fotopolimera… je izpostavljen nad… platforma. UV laser oddaja… "Slika" vzorec natisnjenega predmeta…. Utrjuje UV-tekočina… platforma se spet [spet] spusti in izpostavlja novo površinsko plast…. Postopek se ponovi znova in znova, dokler ni nastal celoten objekt."

Selektivno lasersko sintranje (SLS) in selektivno lasersko taljenje (SLM) prav tako streljata žarke svetlobe, vendar na tanke plasti prahu, ne pa tekočine, na vrhu gradbene plošče: "[The] laser, ki ga nadzoruje računalnik, ki pove, kateri predmet "tiskati", impulzi na platformo, sledenje preseka predmeta na prašek. Laser segreje prašek bodisi tik pod svojo vrelišče (sintranje) ali nad njeno vrelišče (taljenje), ki delce v prahu zlije skupaj v trdno obliko…. Postopek se nadaljuje vedno znova, dokler ni natisnjen celoten predmet."

Neposredno kovinsko lasersko sintranje (DMLS) je priljubljena različica te metode.

Laminacija

Z združevanjem zaporednih slojev papirja, plastike ali občasno kovin in nato rezanje končnega izdelka v želeno obliko, izdelava laminiranih predmetov (LOM) deluje na naslednji način: "Neprekinjen list materiala… je narejen čez platformo za gradnjo… valji…. Za oblikovanje predmeta se ogrevalni valj preide preko pločevine na gradbenem ploščadi, taljenje lepila in stiskanje na ploščad. Računalniško vodeni laser ali rezilo nato rezanje materiala v želeni vzorec."

Ekstrudiranje

Modeliranje taljenega taljenja (FDM) ekstrudira termoplastični material, ki je: "Odlagajte od založb materiala za 3D tiskalnik do tiskalne glave, ki se premika v koordinatah X in Y, tako, da odlagate material za dokončanje vsakega sloja, preden osnova premakne navzdol os Z in se začne naslednji sloj."

Zaključna proizvodnja

Mnoge metode 3D tiskanja pustijo ostanek, vendar je večina teh izdelkov bodisi brušena, zlomljena ali oprana z detergentom in vodo.

Potrošniški izdelki

Ker tehnologija postane bolj dostopna (majhni 3D-tiskalniki so zdaj na voljo tudi za dokaj ugodne cene), se nove 3D aplikacije objavljajo skoraj vsak dan. Tukaj je nekaj mojih priljubljenih:

Hrana

Na Univerzi Cornell's Creative Machines Lab postaja proizvodnja kuhinje (tudi hrana) s 3D tiskalniki postala resničnost. Z metodo hitre izdelave prototipov, ki se imenuje Solid Freeform Fabrication (SFF), raziskovalci dokazujejo, kako bi lahko SFF pretvoril tako fine jedi kot tudi industrijsko proizvodnjo hrane.

Danes več trgovskih podjetij raziskuje svoje užitne 3D možnosti. Hershey naj bi razmišljal o uporabi tehnologije 3D za ustvarjanje bonbonov v novih oblikah in prilagojenih modelih, medtem ko Foodini ponuja 3D tiskalnik za hrano, ki "upravlja težke in dolgotrajne dele priprave hrane".

Pištole

V zadnjem času so izdelani oba plastična in kovinska pištola z uporabo 3D tehnologije.

Plastični model, imenovan Liberator, je testiral Urad za alkohol, tobak in strelno orožje (ATF), čeprav agent ni bil navdušen:Ena, delajo. Dve, niso zanesljivi in trije, niso zaznavni. In to je vprašanje varnosti in zaščite, ker se lahko potijo v varne objekte.

Kovinska pištola, replika pištole Browning 1911, je bila izdelana preko DMLS, izdelana je iz "več kot 30 3D tiskanih komponent [in]… je sposoben udariti nekaj bikov oči na več kot 30 metrov."

Droge

Na Univerzi v Glasgowu raziskovalci razvijajo "prenesljivo kemijo, s končnim ciljem omogočiti ljudem, da" natisnejo "lastne farmacevtske izdelke doma." Vedoč, da je večina zdravil sestavljena iz nekaj preprostih sestavin, kot so kisik, ogljik, parafin in rastlinska olja, Profesor Cronin meni, da bi bilo tako enostavno izpolniti lasten recept, saj naj bi sledil receptu (čeprav je napisal farmacevtska družba).

To postavlja vprašanje: če lahko natisnemo domače recepte, kaj nam bo preprečilo tiskanje prepovedanih drog? Kratek odgovor je - nič: "Ko vsi dobimo 3D-tiskalnike na atomski ravni, lahko samo zgradimo lastne tablete doma. Potem bo "nadzorovana snov" končno popolnoma neobvladljiva."