Появление технологий объемного 3D-моделирования позволило сделать рывок в развлекательных и промышленных сферах. Применение 3D-принтеровНАШЛИ в самых разных отраслях. Знать Бы принцип их работы …
Все можно исправить. В этой статье подробно о том, как работает 3D-принтер и какие при этом используются материалы. А также рассматриваются возможности промышленного и домашнего типа устройств.
Что такое 3D-печать и где ее применяют
Понятие «3D-печать» означает создание моделей с помощью наслоения специального пластичного материала. Эту технологию также называют наращиванием. В ходе работы устройство постепенно выстраивает заданную объемную фигуру: будь-то игрушка, украшение или макет здания.
Основные сферы, в которых используют 3D-печать, отражены в таблице:
|
Архитектура и строительство
|
Проектирование макетов домов, архитектурных объектов для наглядной демонстрации |
|---|---|
| Образование | Изготовление пособий для обучения и макетов, которые позволяют глубже ознакомиться с изложенным материалом |
| Мелкосерийное производство | При планировании выпуска новой продукции разрабатывают ее прототип для утверждения заказчиком. Также с помощью 3D-печать и воспроизводят сломанные или утерянные детали механизмов |
| Киноиндустрия | Изготовление реалистичных объектов и элементов для постановки кадров |
| Производство обуви и одежды | Трехмерные технологии позволяют делать оригинальные и достаточно крепкие предметы гардероба. Некоторые бренды уже успели представить новые коллекции, напечатанные на аддитивном устройства |
| Украшения | Создание ювелирного изделия или бижутерии разной сложности |
Все, что можно напечатать на 3D-принтере, будет достаточно качественным и прочным. Главное – правильно подобрать материал и грамотно составить задачу для устройства.
Как устроен 3D-принтер
Аппарат для объемного моделирования http://supreme2.ru/priobresti-3d-stl-modeli-po-horoshey-tsene/ выглядит как станок с программным управлением. Он выполняет аддитивные (наслаивается) операции в соответствии с заданным эскизом. Аппарат может иметь различные размеры и технологии печати.
Рассмотрим, как устроен 3D-принтер на примере самого распространенного оборудования – ЭКСТРУЗИОННОГО. Оно Создает модели из пластиковой нити. Материал Выходит из экструдера в расплавленном виде и распределяется в соответствии с заданной схемой.
Устройство состоит из следующих элементов:
- печатной платформы из алюминия или стекла;
- механизмов, которые направляются по трем осям (X, Y и Z);
- экструдера, из которого выходит расплавленный материал;
- двигателей (шаговой и линейного), отвечающих за точность, скорость и режимы печати;
- концевых фиксаторов, оснащенных датчиками, необходимых для контроля движения головки;
- рамы – конструкции для крепления перечисленных элементов.
Строение 3D-принтеров может отличаться в зависимости от технологий, по которым он работает.
Основные принципы работы 3D-принтера
Прежде чем приступить к работе с аппаратом, нужно создать эскиз предмета на компьютере. При этом задаются все технические параметры, формы и габариты. После того как эскиз будет готов, можно приступать к печати.
Принцип действия 3D-принтера зависит от используемой технологии. Их существует более 10 видов. Рассмотрим самые популярные.
SLA
Stereolithography Apparatus – стереолітографія, основанная на использовании фотополимеров, которые затвердевают под воздействием ультрафиолета. Готовое изделие помещают в жидкость для устранения лишних элементов с поверхности. Затем повторно облучают ультрафиолетом для окончательного затвердевания.
Методом стереолитографии создают протезы костей и зубов, модели для научных исследований, украшения и скульптуры.
SLS
Лазерная технология селективного спекания. Она основана на работе углекислотного лазера. В качестве сырья для изготовления моделей используют порошок из полимера, стекла, керамики или легкоплавких металлов. Во время нагревания гранулы спекаются, но полностью не плавятся.
Метод SLS позволяет печатать объекты сложных форм, механизмы и элементы двигателей, точные прототипы конструкций для тестирования.
EBM
Плавления электронно-лучевым методом. Данная технология является самой совершенной среди существующих. Она предназначалась для аэрокосмической отрасли, но со временем перешла в другие сферы.
Методом EBM создают очень прочные изделия. Они имеют небольшой вес и чрезвычайную стойкость к высокой температуре. В качестве сырья используют порошок из металлов со специфическими свойствами, например, титановые сплавы.
DLP
Цифровая обработка материала светом. В процессе создания изделий используют фотополимеры, которые находят твердость под воздействием светового луча. Он генерируется благодаря светодиодной матрицы, которая оснащена микроскопическими зеркальными пикселями.
Технология DLP отличается тем, что слой материала распределяется по типу штампа, сразу на всю площадь изделия. В то время как другие методы наслаиваются материал небольшими фрагментами. Итак, цифровая обработка материала позволяет создавать объекты намного быстрее. Но их необходимо беречь от прямых солнечных лучей, иначе полимер потеряет прочность, и на его поверхности образуются трещины.
Читайте: О пользе видеонаблюдения
FDM
Метод моделирования объектов с помощью наплавки материала. Эту технологию еще известна как FFF. Она представляет собой наращивание моделей расплавленными нитями из пластика. Готовые изделия шлифуют, чтобы сделать их поверхность гладкой.
Технология FDM, подходит для печати предметов ежедневной эксплуатации – от игрушек до бытовой техники. Также с ее помощью разрабатывают детали оборудования высокой точности.