Какво е 3D печат?

3D печат е производствен процес, който създава триизмерен физически обект от цифров файл. Този процес се нарича адитивно производство, което означава, че материалът се добавя, а не се отстранява.

С 3D печат създавате 3D дигитален дизайн в a програма за моделиране, познат като CAD софтуери след това използвайте 3D принтер, за да произведете слоеве материал, за да оформите готовия обект. Бизнеси, изследователи, медицински специалисти, любители и други използват 3D печат за редица приложения.

Ето поглед върху това как се появи 3D печатането, как работи, за какво се използва и какво има бъдещето за тази технология.

Историята (и бъдещето) на 3D печата

В началото на 80-те години се появи технологията за 3D печат, но тя беше известна като технология за бързо прототипиране или RP. През 1980 г. д-р Кодама от Япония подава патентна заявка за RP технология, но процесът не е завършен.

През 1984 г. Чарлз "Чък" Хъл изобретява процес, който той нарича стереолитография, който използва UV светлина за втвърдяване на материала и създаване на 3D обект слой по слой. През 1986 г. Хъл получава патент за своя стереолитографски апарат или SLA машина.

Други процеси и технологии за 3D печат се разработват приблизително по същото време, а по-нататъшните подобрения продължават през 90-те и началото на 2000-те. И все пак основният фокус на технологията за 3D печат беше създаването на прототипи и индустриалните приложения.

Технологията за 3D печат започна да се забелязва от масовите медии през 2000 г., когато беше създаден първият 3D отпечатан бъбрек, въпреки че успешната трансплантация на 3D бъбрек не се случи до 2013 г. През 2004 г. проектът RepRap имаше 3D принтер да отпечата друг 3D принтер. Повече внимание на медиите беше привлечено през 2008 г. с първия 3D отпечатан протез на крайник.

Бързо последваха други 3D постижения, включително 3D отпечатана къща, в която семейство се премести през 2018 г.

Днес 3D печатането не е само за прототипи и промишлено производство. Хобисти, учени и всички между тях използват 3D печат за производство на продукти, потребителски стоки, медицински напредък, образователни материали и др. Той бързо става все по-полезен за ежедневния потребител.

Оскар Аделман, главен изпълнителен директор на Реми, казва, че процесът става все по-популярен в денталната индустрия, например. Точността на 3D принтирането е невероятно впечатляваща и може да помогне на клиентите на денталната медицина да спестят до 80 процента от продукти в сравнение с традиционните цени на зъболекарските кабинети.

„Тъй като технологията за печат става по-бърза, по-евтина и по-често срещана, ще видим индустрии като денталния сектор да разчитат по-силно на технологията за ежедневни процедури“, казва той.

Как работят 3D принтерите

Има няколко вида технологии за 3D печат, включително моделиране на стопено отлагане (FDM), известно още като производство на стопени нишки (FFF). FDM е най-разпространеният и популярен метод и се използва в повечето достъпни 3D принтери.

Методът на FDM печат използва нишка от пластмасов материал, малко като връв. Нишката се подава от ролка в нагрята глава, която разтапя пластмасата. Главата екструдира разтопената пластмаса върху леглото на машината. Главата се движи над леглото, в 2D, отлагайки първия слой материал.

След като първият слой е завършен, главата се премества нагоре с дебелината на първия слой и отгоре отлага следващия слой. Частта се изгражда слой по слой, като печене на хляб филийка по филийка.

Популярните FDM 3D принтери включват MakerBot и Ultimaker.

Пример за използване на 3D принтер

Ето един поглед как може да работи простият 3D печат на FDM принтер.

1. Изтеглете 3D модел, който искате да отпечатате, или проектирайте сами.

   Намерете модели за изтегляне на Thingiverse или GrabCAD. За да проектирате модел сами, опитайте SketchUp или Блендер. За инженерни части опитайте CAD софтуер като напр SolidWorks.

2. Ако все още не е, преобразувайте модела във формат за 3D печат, като например STL файл.

3. Импортирайте модела в софтуер за нарязване, като напр MakerWare, Cura, или Опростете 3D.

   MakerWare работи с 3D принтери MakerBot. Cura и Simplify 3D произвеждат G-код, който работи с повечето 3D принтери.

4. Конфигурирайте изграждането в софтуера за нарязване. Решете как да ориентирате модела на 3D принтера. За FDM минимизирайте надвесите, по-стръмни от 45 градуса, защото те изискват поддържащи конструкции.

   Когато решавате за ориентацията, помислете как ще бъде зареден моделът, така че слоевете да не се разделят лесно.

   

   За да спестят време и материали, моделите обикновено не са твърди. Посочете процента на запълване (обикновено 10 до 35 процента), броя на слоевете по периметъра (обикновено 1 или 2) и броя на долните и горните слоеве (обикновено 2 до 4). Има и други неща, които трябва да имате предвид кога изготвяне на модел за 3D печат.

5. Експортирайте програмата, която обикновено е файл с G-код. Софтуерът за нарязване преобразува модела и конфигурацията за изграждане, които сте посочили, в набор от инструкции. 3D принтерът следва това, за да изгради детайла.

6. Прехвърлете програмата към 3D принтера с помощта на SD карта, USB или Wi-Fi.

7. Отпечатайте модела на 3D принтера.

   

8. Когато 3D принтерът завърши изграждането на модела, извадете го и евентуално го почистете. Отчупете всички опорни конструкции и изтрийте всички останали бучки с фина шкурка.

Други видове машини за 3D печат

Освен FDM принтерите, методите за 3D печат включват също стереолитография (SLA), цифрова обработка на светлина (DLP), Селективно лазерно синтероване (SLS), селективно лазерно топене (SLM), производство на ламинирани обекти (LOM) и цифров лъч Топене (EBM).

SLA е най-старата технология за 3D печат и все още се използва днес. DLP използва осветление, както и полимери, докато SLS използва лазер като захранване за създаване на силни 3D отпечатани обекти. SLM, LOM и EBM до голяма степен изпаднаха в немилост.

Бъдещето на 3D печата

Ще доведе ли 3D печатането до бъдеще на персонализирани продукти по поръчка, направени незабавно според нашите точни спецификации? Въпреки че това остава неясно, технологията за 3D печат се разраства бързо и се използва в много области.

3D отпечатването на къщи, органи на тялото като бъбреци и крайници и други постижения имат потенциала да подобрят живота на безброй хора по света.