Принцип работы 3 д принтера: Как работает 3D-принтер, что можно напечатать на 3D-принтере

alexxlab

Содержание

Как работает 3D-принтер, что можно напечатать на 3D-принтере

3D–принтер — это технология, которая позволяет создавать реальные объекты из цифровой модели. Всё началось в 80-х годах под названием «быстрое прототипирование», что и было целью технологии: создать прототип быстрее и дешевле. С тех пор многое изменилось, и сегодня 3D-принтеры позволяют создавать всё, что вы можете себе представить.

Оглавление:

  • Что такое 3D–печать?
  • Как работает 3D-принтер?
  • Что можно напечатать?

3D-принтер позволяет создавать объекты, которые практически идентичны их виртуальным моделям. Именно поэтому сфера применения данных технологий так широка.

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это процесс аддитивного производства, потому что, в отличие от традиционного субтрактивного производства, трехмерная печать не удаляет материал, а добавляет его, слой за слоем — то есть выстраивает или выращивает.

  1. На первом этапе печати данные из чертежа или 3D–модели считываются принтером.
  2. Далее идет последовательное наложение слоев.
  3. Эти слои, состоящие из листового материала, жидкости или порошка соединяются друг с другом, превращаясь в окончательную форму.

При производстве ограниченного количества деталей 3D-печать будет быстрее и обойдет дешевле. Мир 3D-печати не стоит на месте и поэтому на рынке появляется все больше различных технологий, конкурирующих между собой. Разница их заключается в самом процессе печати. Одни технологии создают слои путем размягчения или плавления материала, затем они обеспечивают послойное нанесение этого самого материала. Другие технологии предусматривают использование жидких материалов, обретающих в процессе твердую форму под воздействие разнообразных факторов.

Для того, чтобы что-то напечатать, сначала вам понадобится 3D-модель объекта, который вы можете создать в программе 3D-моделирования (CAD — Computer Aided Design), или использовать 3D-сканер для сканирования объекта, который вы хотите печатать.

Есть также более простые варианты, такие как поиск моделей в Интернете, которые были созданы и доступны другим людям.

После того, как ваш проект готов, все, что вам нужно сделать, это импортировать его в Слайсер, программа которая адаптирует модель в коды и инструкции для 3D–принтера, большинство программ с открытым исходным кодом и распространяются бесплатно. Слайсер преобразует ваш проект в файл gcode, готовый к печати как физический объект. Просто сохраните файл на прилагаемой SD-карте и вставьте его в свой 3D–принтер и нажмите печать.

На весь процесс может уйти нескольких часов, а иногда и несколько дней. Все зависит от размера, материала и сложности модели. Некоторые 3D-принтеры используют два различных материала. Один из них является частью самой модели, другой выступает в роли подпорки, которая поддерживает части модели, нависающие в воздухе. Второй материал в дальнейшем удаляется.

Как работает 3D-принтер?

Хотя существует несколько технологий 3D-печати, большинство из них создают объект, наращивая множество последовательных тонких слоев материала. Обычно настольные 3D-принтеры используют пластиковые нити (1), которые подаются в принтер податчиком (2). Нить плавится в печатающей головке (3), которая выдавливает материал на платформу (4), создавая объект слой за слоем. Как только принтер начнет печатать, все, что вам нужно делать, это подождать — это просто.

Конечно, когда вы станете продвинутым пользователем, игра с настройками и настройкой вашего принтера может привести к еще лучшему результату.

Что можно напечатать на 3D-принтере?

Возможности 3D-принтеров безграничны, и теперь они становятся обычным инструментом в таких областях, как инженерия, промышленный дизайн, производство и архитектура. Вот некоторые типичные примеры использования:

Персонализированные (Custom) модели

Создавайте персонализированные продукты, которые полностью соответствуют вашим потребностям с точки зрения размера и формы. Сделайте что-то, что было бы невозможно с помощью любых других технологий.

Быстрое прототипирование

Трехмерная печать позволяет быстро создать модель или прототип, помогая инженерам, дизайнерам и компаниям получить обратную связь по своим проектам за короткое время.

Сложная геометрия

Модели, которые трудно даже представить, могут быть легко созданы на 3D-принтере. Эти модели хороши для обучения других по сложной геометрии интересным и полезным способом.

Снижение затрат

Стоимость деталей и прототипов конечного использования 3D-печати низкая благодаря используемым материалам и технологии. Сокращается время производства и расход материала, так как вы можете многократно печатать модели, используя только необходимый материал.

Как выбрать и купить 3D-принтер? →

3D принтер: принцип работы и возможности

Всего каких-то десять лет назад 3D принтеры были огромными, дорогостоящими машинами, зарезервированными для крупных фабрик и корпораций. Все они оставались укрыты за пределами узкого круга специалистов, которые конструировали и использовали их. Но, в основном, благодаря движению RepRap (Replicating Rapid-prototyper — самореплицирующий механизм для быстрого прототипирования) с открытым исходным кодом, эти удивительные устройства стали жизнеспособными и доступными продуктами для использования дизайнерами, инженерами, любителями. Успели обзавестись 3D принтерами и многие учебные заведения, что подтверждает перспективность этого направления.

Все модели 3D-принтеров значительно отличаются друг от друга. Они бывают разных стилей и могут быть оптимизированы для определенной аудитории или вида печати.

На данный момент существует множество 3D принтеров и отличия их бывают в качестве печати (разрешение принтера), скорости печати, объёме рабочего пространства, возможности использования разных материалов, цветовой гамме и даже возможности печатать одновременно несколько объектов. Возможности принтера очень велики: создание моделей домов, печать каркасов для велосипедов, печать деталей кузова машин, создание протезов и даже распечатка живых тканей из биоматериала.

3D принтеры — это крайне перспективная разработка в сфере медицины. На данный момент, благодаря обьемной печати, специалисты могут за короткие сроки создать качественный имплант кости, протез, сложный медицинский инструмент и т. п. Уже сейчас медики пытаются воссоздать функционирующий орган, но пока что это просто экспериментальные разработки.

 

Поговорим о принципе работы чудо принтера. Как же данной машине удается перенести цифровую трехмерную модель в пространство?

Рабочая часть 3D принтера состоит из платформы (рабочее пространство) и печатающей головки «экструдер» (extrude – выдавить). Экструдер послойно создает объект путем выдавливания термопластика (или другого материала) в виде филамента (нить).

Экструдер делится на две основные части: верхняя – блок, подающий филамент, и нижняя – сопло с нагревателем. В блоке стоит ролик и шестерня, соединенная с электромоторчиком. Эти элементы тянут нить, и выводят ее вниз к соплу, где материал выходит на рабочую поверхность в плавленом виде. У сопла экструдера устанавливают термодатчик. Эта деталь принтера позволяет следить за температурами экструдера, так как исходные или пользовательские настройки могут сбиться. Как всем известно, у каждого материала свои температуры плавления, и при использовании любого из них необходимо установить подходящую температуру. Нагревательный элемент представляет из себя спираль из нихромовой проволоки и пару резисторов. Верхняя часть экструдера сильно нагревается в процессе печати, что недопустимо, так как материал преждевременно расплавляется. Для предотвращения этой неприятности между холодной и горячей частью экструдера устанавливают теплоизоляционную прокладку. Помимо этого, на блок с механизмом подачи нити устанавливают кулер и радиатор.

Кроме вышеописанного экструдера, существует боуден-экструдер, в котором горячая и холодная часть расположены отдельно. Филамент в таком типе экструдера подается от блока подачи на корпусе принтера в сопло через трубку.

Некоторые новые модели 3D принтера имеют по два и три экструдера, что позволяет работать с несколькими цветами и параллельно печатать несколько моделей. Также существует экспериментальная модель экструдера с несколькими механизмами подачи нити и одним соплом.

Термопринтеры – это не единственные аппараты, которые способны печатать 3D модели. Крайне популярен на данный момент 3D принтер с холодным экструдером в виде шприца. Такой принтер позволяет работать с бетонными смесями, глиной, силиконом, пластилином и т.д. Именно такой вид принтеров используется в строительстве.

На сегодняшний день уже существуют дома, возведенные с помощью крупного строительного принтера. Он имеет высоту в 6 метров и длину пролета около 150 метров. На данный момент принтер может распечатать пол и стены здания, а вот окна, перекрытие и крыша монтируются обычные. При изготовлении стен жилого дома принтер возводит несколько десятков слоев и машину выключают, укладывают арматуру по периметру всех стен, и принтер продолжает работу над домом. Этот технологический процесс раз за разом повторяется до возведения всего дома.

Для создания чего-либо на принтере Вам необходимо отсканировать или создать свою 3D модель. Для создания модели используют множество различных программ, ориентированных на объёмное моделирование. Одной из самых популярных программ являются 3DMax, 3DTin и самый простой и интересный — Thinkecard, разработанный для детишек. Программа имеет множество готовых файлов, и даже возможность экспортировать модель в игру MineCraft.

После создания модели необходимо сверить параметры принтера и создаваемого объекта. Можно масштабировать объект или разрезать его на детали, которые без труда поместятся на рабочем пространстве принтера.

Найти программное обеспечение на 3D принтер не составит труда, так как их огромное количество. Во-первых, почти все производители предоставляют фирменное ПО к своему продукту. Во-вторых, тема 3D принтеров достаточно популярна и интересна, в связи с чем постепенно появляется новое программное обеспечение с множеством дополнительных плагинов.

 

То, о чем некогда писали в своих книгах фантасты XX века, уже сегодня, благодаря разработке Чака Халла в 1986 году, стало не просто реальным, а и вполне доступным девайсом.

Благодарим за внимание!

Поделиться в соцсетях

Как работает 3D-принтер и для чего он используется

3D-печать, также известная как аддитивное производство, определяется как процесс, в котором цифровой файл используется для создания трехмерного твердого объекта. В процессе 3D-печати «принтер» накладывает последовательные слои материала до тех пор, пока создание объекта не будет завершено. В этой статье рассказывается о работе, программном обеспечении и приложениях 3D-печати.

Содержание

  • Что такое 3D-печать?
  • Как работает 3D-печать?
  • Топ 7 программ для 3D-печати
  • Приложения для 3D-печати

Что такое 3D-печать?

3D-печать, также известная как аддитивное производство, представляет собой процесс, в котором цифровой файл используется для создания твердого трехмерного объекта. В процессе 3D-печати «3D-принтер» накладывает последовательные слои материала до тех пор, пока создание объекта не будет завершено.

Объекты, напечатанные на 3D-принтере, создаются с помощью аддитивного процесса, когда принтер накладывает материал слой за слоем, пока желаемая вещь не будет «напечатана». Каждый слой можно рассматривать как мелко нарезанный поперечный срез печатного изделия. С помощью 3D-печати пользователи могут создавать сложные формы, не потребляя столько материала, сколько требуют традиционные методы производства.

Стиль работы 3D-печати противоположен «субтрактивному производству», когда материал вырезается или вырезается с помощью такого оборудования, как фрезерный станок. И наоборот, аддитивное производство не нуждается в пресс-форме или блоке материала для создания физических объектов. Вместо этого он укладывает слои материала и сплавляет их вместе.

3D-печать обеспечивает быстрое создание продукта, низкие затраты на начальную стационарную инфраструктуру и возможность создавать сложные геометрические формы с использованием нескольких типов материалов, на что традиционные производственные решения могут быть не столь эффективными.

Хронология 3D-печати

Обычно ассоциируемая с культурой любителей и любителей «Сделай сам» (DIY), 3D-печать расширилась и теперь включает коммерческие и промышленные приложения. Например, сегодня инженеры часто используют 3D-принтеры для прототипирования и создания легких геометрических объектов.

Истоки 3D-печати лежат в «быстром прототипировании». Когда базовая технология была впервые изобретена в 1980-х годах, этот термин использовался для ее описания, потому что в то время 3D-печать подходила только для создания прототипов, а не производственных компонентов. Фактически, первоначальной целью его создания было просто ускорить разработку новых продуктов за счет быстрого прототипирования.

Интересно, что технология не вызвала особого интереса, когда была впервые представлена. В 1981 году японец Хидео Кодама подал первый патент на машину, которая использовала УФ-свет для отверждения фотополимеров. Три года спустя французские изобретатели Оливье де Витт, Жан-Клод Андре и Ален Ле Меот совместно подали патент на аналогичную технологию. От обоих патентов отказались, и General Electric заявила, что «последний не имеет заметного делового потенциала».

В 1984 году американский изобретатель Чарльз Халл подал патент на «Устройство для производства трехмерных объектов с помощью стереолитографии». Он изобрел файл STL и основал 3D Systems три года спустя, в 1987.

За то же десятилетие были достигнуты значительные успехи в области 3D-печати в США: были поданы заявки на патенты на селективное лазерное спекание (SLS) и моделирование методом наплавления (FDM). Desktop Manufacturing (DTM) Corp. и Stratasys были первопроходцами в области 3D-печати, основанными примерно в одно и то же время.

После этого индустрия трансформировалась, поскольку ею овладела быстрая коммерциализация. Первые «3D-принтеры» были большими и дорогостоящими, а их производители конкурировали за получение земельных контрактов на промышленное прототипирование с крупными производителями автомобилей, потребительских товаров, товаров для здоровья и аэрокосмической промышленности.

К 1987 году компания 3D Systems представила первый коммерческий SLA-принтер; в 1992 году Stratasys и DTM выпустили первые коммерческие принтеры FDM и SLS соответственно. Первый металлический 3D-принтер был представлен в 1994 году немецким предприятием Electro Optical Systems (EOS).

К началу нового тысячелетия компании, занимающиеся 3D-печатью, жестко конкурировали за прибыль. Прогресс в материаловедении и истечение срока действия многочисленных патентов повысили доступность 3D-печати.

Вскоре, благодаря успехам, достигнутым в области 3D-печати, производственные процессы перестали принадлежать исключительно предприятиям, обеспеченным тяжелой техникой и капиталом. Сегодня 3D-печать превратилась в передовое решение для создания множества различных типов производственных компонентов.

Подробнее: Что такое DevOps? Определение, цели, методология и передовой опыт

Как работает 3D-печать?

Стандарт ISO/ASTM 52900, относящийся к общим принципам и терминологии аддитивного производства, разделяет процессы 3D-печати на семь отдельных групп. Каждый тип 3D-печати работает немного по-своему.

Время, необходимое для печати 3D-объекта, зависит от типа печати, выходного размера, типа материала, желаемого качества и конфигурации установки. 3D-печать может занять от нескольких минут до нескольких дней.

Различные типы 3D-печати:

1. Плавление в порошковом слое

При плавлении в порошковом слое (PBF) тепловая энергия в виде электронного луча или лазера избирательно сплавляет определенные области порошкового слоя для создания слои. Эти слои накладываются друг на друга до тех пор, пока не будет создана деталь.

PBF может включать процессы спекания или плавления; однако основной метод операции остается прежним. Во-первых, валик или лезвие для повторного покрытия наносят тонкий слой порошка на платформу сборки. Затем поверхность порошкового слоя сканируется с помощью источника тепла. Этот источник избирательно повышает температуру частиц для связывания определенных областей.

Как только источник тепла сканирует поперечное сечение или слой, платформа опускается, позволяя повторить процесс для следующего слоя. Конечным результатом является объем со сплавленными частями, при этом окружающий порошок остается нетронутым. Затем платформа поднимается, чтобы можно было извлечь завершенную сборку. Плавка в порошковом слое включает несколько стандартных методов печати, таких как селективное лазерное спекание (SLS) и прямое лазерное спекание металла (DMLS).

SLS регулярно используется для изготовления полимерных деталей для прототипов и функциональных компонентов. Печать SLS происходит с порошковым слоем в качестве единственной опорной конструкции. Отсутствие дополнительных опорных конструкций позволяет создавать сложные геометрические формы. Однако изготовленные детали часто имеют внутреннюю пористость и зернистую поверхность и обычно требуют последующей обработки.

SLS аналогичен селективному лазерному плавлению (SLM), электронно-лучевому сплавлению в порошковом слое (EBPBF) и прямому лазерному спеканию металлов (DMLS). Однако эти процессы используются для создания металлических деталей и полагаются на лазер для сплавления частиц порошка по одному слою за раз.

DMLS повышает температуру частиц только до момента их слияния, при котором они объединяются на молекулярном уровне. С другой стороны, SLM полностью расплавляет металлические частицы. Оба эти метода являются теплоемкими и, следовательно, требуют опорных конструкций. После завершения процесса опорные конструкции удаляются с помощью станков с ЧПУ или вручную. Затем детали подвергаются термической обработке для устранения остаточных напряжений во время постобработки.

Эти методы 3D-печати металлом позволяют создавать компоненты с высококачественными физическими свойствами, иногда даже более прочными, чем используемый основной металл. Отделка поверхности также часто превосходна. С точки зрения материала, эти методы могут обрабатывать металлические суперсплавы и керамику, которые трудно использовать в других процессах. Однако и DMLS, и SLM требуют больших затрат, а объем системы ограничивает размер вывода.

2. Фотополимеризация НДС

Фотополимеризация НДС можно разделить на две методологии: цифровая обработка света (DLP) и стереолитография (SLA). Оба этих процесса создают компоненты по одному слою за раз, используя источник света для выборочного отверждения жидкого материала (обычно смолы), хранящегося в ванне.

DLP работает путем «мигания» изображения каждого полного слоя на поверхность жидкости в чане. С другой стороны, SLA использует одноточечный источник УФ-излучения или лазер для отверждения жидкости. Излишки смолы должны быть удалены с отпечатков после завершения печати, после чего изделие должно быть подвергнуто воздействию света, чтобы еще больше повысить его прочность. Опорные конструкции, если таковые имеются, необходимо будет удалить после постобработки, и можно будет дополнительно обработать деталь для создания более качественной отделки.

Эти методы лучше всего подходят для вывода, требующего высокой точности размеров, поскольку они позволяют создавать детализированные детали с превосходной отделкой. Таким образом, DLP и SLA хорошо подходят для производства прототипов.

Однако результаты этих методов часто ненадежны, что делает их менее подходящими для функциональных прототипов. Цвет и механические свойства этих деталей также могут ухудшиться под воздействием солнечного УФ-излучения, что делает их непригодными для использования вне помещений. Наконец, часто требуются поддерживающие структуры, которые могут оставить дефекты, которые можно удалить с помощью постобработки.

3. Струйное нанесение связующего

Струйное нанесение связующего заключается в нанесении тонкого слоя порошкообразного материала, такого как полимерный песок, керамика или металл, на строительную платформу. После этого печатающая головка наносит капли клея, чтобы связать эти частицы. Таким образом, деталь строится слой за слоем.

Металлические детали должны быть термически спечены или пропитаны металлом с низкой температурой плавления, например бронзой. Детали из керамики или полноцветного полимера можно пропитать цианоакрилатным клеем. Постобработка обычно требуется для завершения вывода.

Гидроструйная обработка связующего имеет множество применений, включая крупногабаритные керамические формы, полноцветные прототипы и 3D-печать металлом.

4. Струйная печать

Струйная печать концептуально аналогична струйной печати. Однако вместо того, чтобы наносить чернила на бумагу, он использует одну или несколько печатающих головок для нанесения слоев жидкого материала. Каждый слой отверждается перед нанесением следующего слоя. В то время как струйная обработка материалов зависит от опорных конструкций, их можно создать с использованием водорастворимого вещества, которое можно стирать после завершения строительства.

Этот высокоточный процесс хорошо подходит для создания полноцветных деталей из различных материалов. Однако это требует больших затрат, а на выходе получается хрупкий и разлагаемый материал.

5. Моделирование наплавления

При моделировании наплавления (FDM) нагретое сопло используется для подачи катушки с нитью в экструзионную головку. Экструзионная головка повышает температуру материала, размягчая его перед размещением в заранее определенных местах для охлаждения. После создания слоя материала платформа сборки опускается и готовится к размещению следующего слоя.

Этот процесс, также известный как экструзия материала, отличается короткими сроками выполнения и экономически выгоден. Однако его размерная точность невысока, а гладкая поверхность часто требует последующей обработки. Выходной сигнал также не подходит для критически важных приложений, поскольку он имеет тенденцию быть анизотропным, то есть более слабым в одном направлении.

6. Листовое ламинирование

Листовое ламинирование можно разделить на две технологии: ультразвуковое аддитивное производство (UAM) и производство ламинированных объектов (LOM). UAM требует мало энергии и температуры и работает путем соединения тонких металлических листов с помощью ультразвуковой сварки. Он работает с несколькими металлами, включая нержавеющую сталь, титан и алюминий. С другой стороны, LOM попеременно размещает слои материала и клея для создания конечного результата.

7. Прямое осаждение энергии

В этом методе используется лазер, электрическая дуга, электронный луч или другая форма сфокусированной тепловой энергии для плавления порошкового или проволочного сырья по мере его размещения. Процесс происходит горизонтально для создания слоев, которые затем укладываются вертикально для создания детали. Он подходит для различных типов материалов, включая керамику, полимеры и металлы.

Узнать больше: Что такое бессерверные? Определение, архитектура, примеры и приложения

Top 7 Программное обеспечение для 3D-печати

Пространство 3D-печати в значительной степени зависит от программного обеспечения, и программы необходимы для всего: от проектирования вывода и нарезки его в G-код до управления 3D-принтером. Давайте проверим лучшее программное обеспечение для 3D-печати в разных приложениях.

1. MatterControl 2.0

Это решение от MatterHackers представляет собой универсальный принтер, слайсер и программное обеспечение САПР для настольных ПК. Пользователи могут создавать новые модели в разделе САПР и нарезать их. Когда модель будет готова к печати, MatterControl 2.0 можно использовать для прямого мониторинга и управления печатью через USB-соединение или модуль Wi-Fi.

Программное обеспечение имеет интуитивно понятный интерфейс и позволяет пользователям исследовать набор геометрических примитивов, которые пользователи могут импортировать в печать. Эти примитивы можно перетащить на место в файле стандартного языка треугольников (STL) для печати и обозначения в качестве вспомогательных структур.

MatterControl также предоставляет пользователям доступ к расширенным конфигурациям печати, что делает его идеальным для сквозного проектирования, подготовки поддержки, нарезки и контроля. Корпоративные пользователи могут перейти на MatterControl Pro, чтобы получить еще больше полезных функций.

2. Tinkercad

Это бесплатное браузерное решение позволяет пользователям создавать 3D-модели для печати и обеспечивает отправную точку для практики твердотельного моделирования. Его простая в использовании функция построения блоков позволяет пользователям формировать модели, используя основные формы.

В Tinkercad есть множество руководств и учебных пособий, которые помогут пользователям создавать желаемые проекты, которые затем можно легко экспортировать или совместно использовать. Его библиотека предоставляет пользователям доступ к миллионам файлов, позволяя им находить и изменять нужную форму. Наконец, он имеет прямую интеграцию со сторонними службами печати.

3. Blender

Этот бесплатный инструмент с открытым исходным кодом подходит как для новичков, так и для опытных пользователей. Он многофункционален и может использоваться для 3D-моделирования и скульптуры, а также для анимации, рендеринга, моделирования, редактирования видео и отслеживания движения. Тем не менее, он имеет крутую кривую обучения.

4. UVTools

Это решение с открытым исходным кодом представляет собой комплексный набор для печати смолой, превосходное средство просмотра файлов и оптимизировано для восстановления слоев и манипулирования ими для маскированного SLA. Он совместим с PrusaSlicer, предоставляя пользователям доступ к многочисленным профилям принтеров MSLA сторонних производителей.

Двухступенчатое управление двигателем (TSMC) — важная функция UVTools, обеспечивающая многоуровневую скорость печати для различных частей движения для каждого слоя. Это сокращает время печати и повышает вероятность успеха печати.

Наконец, UVTools позволяет пользователям создавать индивидуальную калибровочную распечатку времени отверждения слоя смолы для тестирования новых смол и установки соответствующей конфигурации для различной высоты слоя.

5. WebPrinter

Это решение на основе браузера можно использовать для предварительного просмотра G-кода без необходимости открывать файл в полнофункциональном слайсере. Пользователям просто нужно загрузить файл G-кода, и WebPrinter покажет путь к инструменту, который файл передаст на 3D-принтер. Это быстрый и простой способ просмотра потенциальных результатов 3D-печати.

6. Ultimaker Cura

Этот слайсер с открытым исходным кодом совместим с большинством современных 3D-принтеров. Cura хорошо подходит для начинающих, поскольку она проста в использовании, быстра и интуитивно понятна. С другой стороны, опытные пользователи могут использовать его для доступа к 200 настройкам для уточнения отпечатков.

7. Simplify3D

Simplify3D — это мощный инструмент нарезки для повышения качества 3D-печати. Он разбивает CAD на слои, исправляет проблемы с моделью и демонстрирует пользователю предварительный просмотр конечного результата. Его премиальные функции удобны для корпоративных 3D-принтеров с интенсивным использованием.

Подробнее: Что такое микросервисы? Определение, примеры, архитектура и лучшие практики на 2022 год

Приложения для 3D-печати

Хотя 3D-печать не является недавним изобретением, в последнее время она приобрела огромную популярность в различных отраслях благодаря своей вновь обретенной простоте, эффективности и экономичности. .

Основные области применения 3D-печати:

1. Строительство

Строительство является одним из важных применений 3D-печати. Бетонная 3D-печать исследуется с 19 века.90-х, когда исследователи искали более быстрый и дешевый способ строительства структур. Конкретные области применения 3D-печати в строительстве включают аддитивную сварку, порошковое соединение (реактивное соединение, полимерное соединение, спекание) и экструзию (пена, воск, цемент/бетон, полимеры).

Сегодня крупномасштабные 3D-принтеры, предназначенные для печати бетона, используются для заливки фундамента и возведения стен на площадке. Они также могут печатать модульные бетонные секции для сборки на месте. Эти решения обеспечивают более высокую точность, большую сложность, более быстрое строительство и улучшенную функциональную интеграцию при одновременном снижении трудозатрат и минимизации отходов.

В 2016 году в Испании был напечатан на 3D-принтере с использованием микроармированного бетона первый пешеходный мост (12 метров в длину и 1,75 метра в ширину). Через год в России была построена первая полностью напечатанная на 3D-принтере резиденция. 600 стеновых элементов были напечатаны и собраны на 3D-принтере, после чего были созданы крыша и интерьеры общей площадью почти 300 квадратных метров.

3D-печать также полезна при создании моделей в архитектурном масштабе. Он даже изучается как решение для строительства внеземных сред обитания на Луне или Марсе, если когда-либо возникнет необходимость.

2. Прототипы и производство

В случае традиционного литья под давлением изготовление одной формы может занять несколько недель и стоить до сотен тысяч долларов. Как указывалось ранее в статье, первоначальной целью 3D-печати было более быстрое и эффективное прототипирование.

Технология 3D-печати сводит к минимуму время выполнения заказа в производстве, позволяя создавать прототипы в течение нескольких часов и с небольшим процентом от традиционных затрат. Это делает его особенно идеальным для проектов, в которых пользователи должны обновлять дизайн с каждой итерацией.

3D-печать также подходит для производства продуктов, которые не требуют массового производства или обычно изготавливаются по индивидуальному заказу. SLS и DMLS используются для быстрого производства конечных продуктов, а не только прототипов.

3. Здравоохранение

В здравоохранении с помощью 3D-печати создаются прототипы для разработки новых продуктов в области медицины и стоматологии. В стоматологии 3D-печать также полезна для создания моделей для отливки металлических зубных коронок и изготовления инструментов для создания элайнеров.

Это решение также полезно для непосредственного производства коленных и тазобедренных имплантатов и других стандартных изделий, а также для создания индивидуальных изделий для пациентов, таких как персонализированные протезы, слуховые аппараты и ортопедические стельки. Изучается возможность 3D-печати хирургических шаблонов для конкретных операций и 3D-печати костей, кожи, тканей, органов и фармацевтических препаратов.

4. Аэрокосмическая промышленность

В аэрокосмической отрасли 3D-печать используется для создания прототипов и разработки продуктов. Это решение также очень полезно при разработке самолетов, поскольку оно помогает исследователям соответствовать жестким требованиям исследований и разработок без ущерба для высоких отраслевых стандартов. Некоторые некритические или старые компоненты самолета печатаются на 3D-принтере для полета!

5. Автомобильная промышленность

Автомобильные предприятия, особенно те, которые специализируются на гоночных автомобилях, таких как те, которые используются в F1, используют 3D-печать для прототипирования и производства определенных компонентов. Организации в этой области также изучают возможность использования 3D-печати для удовлетворения спроса на вторичном рынке путем производства запасных частей в соответствии с требованиями клиентов, а не их запасов.

Подробнее: Что такое API (интерфейс прикладного программирования)? Значение, работа, типы, протоколы и примеры

Вывод

Термин «3D-печать» охватывает множество технологий и процессов, которые в совокупности предлагают широкий спектр возможностей для производства компонентов с использованием различных материалов. Ключевое сходство между типами 3D-печати заключается в аддитивном послойном производственном процессе, при котором не требуется субтрактивная методология, формование или литье. Приложения 3D-печати быстро появляются в различных отраслях промышленности, поскольку решение становится все более эффективным и доступным, а также глубоко и широко проникает во все отрасли.

Помогла ли вам эта статья получить полное представление о 3D-печати? Поделитесь своими просмотрами с нами по телефону Facebook Открывает новое окно