Základy 3D tlače

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 09:38

Viacero vrstiev

3D tlač v podstate zahŕňa budovanie objektu tým, že sa položia po sebe nasledujúce vrstvy materiálov, ako sú prášky, tekutiny, plasty, kovy a keramika, a aby sa navzájom držali. Táto forma prípravy aditív začína vytvorením trojrozmerného modelu pomocou počítačom podporovaného dizajnu (CAD).

Podľa vzoru

Po vytvorení modelu sa inštrukcie CAD súboru prevedú na formát, ktorý bude rozumieť 3D tlačiareň, ako je napríklad štandardný tessellation language (STL). Pokyny sú potom "nakrájané", aby 3D tlačiareň s priečnymi rezmi bola vzorom po dokončení každej horizontálnej vrstvy.

Tlač produktu

Existuje mnoho spôsobov výroby 3D. Patrí medzi najpopulárnejšie.

Atramentová technológia

Rovnako ako atramentový prúd, s priamou 3D tlačou, trysky rozstrekujú tekutý materiál na povrch. Pri 3D tlači sa obe alebo obe trysky a tlačiarenský povrch pohybujú v priebehu aplikácie materiálu v postupných vrstvách. Táto metóda je veľmi populárna pre rýchle prototypovanie (RP).

Podobná ako priama 3D tlač, Binder 3-D tlač kombinuje lepidlo (spojivo) s jemným práškom: "Prvý prechod vynáša tenkú vrstvu prášku a druhý priechod používa trysky na nanášanie spojiva. Stavebná plošina sa potom mierne znižuje, aby vyhovovala novej vrstve prášku, a celý proces sa opakuje až do ukončenia modelu."

lasery

Niekoľko metód 3D tlače využíva laserové lúče na transformáciu rôznych materiálov na pevné objekty.

Jedna bežná metóda, stereolitografia, používa prístroj (SLA) s: "Štyri hlavné časti: nádrž.,, naplnený tekutým plastom (fotopolymérom), perforovanou plošinou, ktorá je spadnutá do nádrže, ultrafialovým (UV) laserom a počítačom ovládajúcim [všetko. Najprv tenkú vrstvu fotopolyméru.,, je vystavený nad.,, plošina. UV laser dopadne [to].,, "Maľovanie" vzoru vytlačeného objektu.,,, UV tvrditeľná tekutina sa vytvrdzuje.,, plošina sa spustí [opäť], čím sa vystaví nová povrchová vrstva.,,, Proces sa opakuje znova a znova až do vytvorenia celého objektu."

Selektívne laserové spekanie (SLS) a selektívne lakovanie laserom (SLM) tiež strieľajú svetelné lúče, ale na tenkých vrstvách prášku namiesto kvapaliny na vrchole stavebnej platformy: "[Laser], ktorý je ovládaný počítačom, ktorý mu hovorí, aký objekt na "tlač" impulzuje nadol na plošinu a vysleduje prierez predmetu na prášok. Laser prášok zahreje buď tesne pod jeho bod varu (spekanie) alebo nad jeho bod varu (tavenie), ktorý spája častice v prášku dohromady do pevnej formy.,,, Proces pokračuje znova a znova, až kým nebude vytlačený celý objekt."

Priamym kovovým laserovým spekaním (DMLS) je populárny variant tejto metódy.

laminácia

Spojením po sebe nasledujúcich vrstiev papiera, plastu alebo príležitostne kovu a následným rozrezaním hotového výrobku na požadovaný tvar, výroba laminovaných predmetov (LOM) funguje nasledovne: "Súvislý list materiálu.,, je nakreslená cez platformu postaviť.,, valčeky.,,, Na vytvorenie objektu sa vyhrievaný valec prechádza cez vrstvu materiálu na stavebnej plošine, taví jej lepidlo a stlačí ho na plošinu. Počítačom riadený laser alebo čepel potom rozrezá materiál do požadovaného vzoru."

vytlačovanie

Modelovanie fúzovanej depozície (FDM) vytláča termoplastický materiál, ktorý je: Fed z materiálových pozícií 3D tlačiarne do tlačovej hlavy, ktorá sa pohybuje v súradniciach X a Y, nanáša materiál na dokončenie každej vrstvy skôr, ako sa základňa pohybuje nadol osou Z a začína sa ďalšia vrstva.

Dokončovacia výroba

Mnoho metód 3D tlače zanecháva zvyšky, ale väčšina z nich je buď kartáčovaná, rozbitá alebo omývaná s detergentom a vodou.

Spotrebiteľské produkty

Vzhľadom na to, že technológia sa stáva cenovo dostupnejšou (malé 3D tlačiarne sú teraz k dispozícii za dosť rozumné ceny), nové aplikácie 3D sa oznamujú takmer denne. Tu je niekoľko mojich obľúbených:

jedlo

Na laboratóriu Creative Machines Lab spoločnosti Cornell University sa výroba kuchyne (dobre, jedlo aj tak) s 3D tlačiarňami stáva realitou. Použitím metódy rýchleho prototypu, známej ako Solid Freeform Fabrication (SFF), výskumníci demonštrujú, ako SFF dokáže premeniť tak kvalitnú stravu, ako aj priemyselnú výrobu potravín.

Dnes niekoľko komerčných podnikov skúma ich jedlé 3D možnosti. Hershey údajne zvažuje použitie technológie 3D na "vytvorenie cukríkov v nových tvaroch a prispôsobených dizajnoch" a Foodini ponúka 3D tlačovú tlačiareň, ktorá "riadi náročné a časovo náročné časti prípravy jedál".

zbrane

Nedávno boli vyrobené plastové aj kovové zbrane s použitím 3D technológie.

Plastický model, nazývaný osloboditeľ, bol testovaný Úradom pre alkohol, tabak a strelné zbrane (ATF), hoci agenti neboli ohromení: "Jeden, oni robia prácu. Dva, nie sú spoľahlivé a tri, sú nedetekovateľné. A to je otázka bezpečnosti a ochrany, pretože sa môžu dostať do bezpečných zariadení."

Kovová pištoľ, replika pištole Browning 1911, bola vyrobená prostredníctvom DMLS, je vyrobená z viac ako 30 3D tlačených komponentov [a].,, je schopný zasiahnuť niekoľko očí býkov na viac ako 30 yardov."

lieky

Na univerzite v Glasgowe výskumníci vyvíjajú "stiahnuteľnú chémiu s konečným cieľom umožniť ľuďom" vytlačiť "vlastné liečivá v domácnosti." Keď vieme, že väčšina liekov pozostáva z niekoľkých jednoduchých zložiek ako kyslík, uhlík, parafín a rastlinné oleje, Profesor Cronin si myslí, že by bolo tak jednoduché vyplniť svoj vlastný recept, pretože je to podľa receptúry (aj keď je to napísané farmaceutickou spoločnosťou).

To si kladie otázku: ak dokážeme tlačiť predpisy doma, čo nás má zabrániť v tlačení nelegálnych drog? Krátka odpoveď je - nič: "Keď všetci dostaneme 3D tlačiarne na úrovni atómov, môžeme stavať vlastné tabletky doma. Potom bude "kontrolovaná látka" nakoniec úplne nekontrolovateľná."