Što je 3D ispis?

3D ispis je proizvodni proces koji stvara trodimenzionalni, fizički objekt iz digitalne datoteke. Taj se proces naziva aditivna proizvodnja, što znači da se materijal dodaje, a ne uklanja.

Uz 3D ispis stvarate 3D digitalni dizajn u a program za modeliranje, poznat kao CAD softver, a zatim upotrijebite 3D printer za izradu slojeva materijala za formiranje gotovog objekta. Poduzeća, istraživači, medicinski stručnjaci, hobisti i drugi koriste 3D ispis za niz aplikacija.

Evo pogleda kako je 3D ispis nastao, kako funkcionira, za što se koristi i što budućnost donosi za ovu tehnologiju.

Povijest (i budućnost) 3D ispisa

Početkom 1980-ih pojavila se tehnologija 3D ispisa, ali je bila poznata kao tehnologija brze izrade prototipa ili RP. Godine 1980. dr. Kodama iz Japana podnio je patentnu prijavu za RP tehnologiju, ali proces nije dovršen.

Godine 1984. Charles "Chuck" Hull izumio je proces koji je nazvao stereolitografija, koji je koristio UV svjetlo za učvršćivanje materijala i stvaranje 3D objekta sloj po sloj. Godine 1986. Hull je izdao patent za svoj stereolitografski aparat ili SLA stroj.

Drugi procesi i tehnologije 3D ispisa razvijali su se otprilike u isto vrijeme, a daljnja poboljšanja nastavljena su tijekom 1990-ih i ranih 2000-ih. Ipak, primarni fokus tehnologije 3D ispisa bio je izrada prototipa i industrijske primjene.

Tehnologiju 3D ispisa glavni mediji počeli su primjećivati ​​2000. godine kada je stvoren prvi 3D tiskan bubreg, iako se uspješna transplantacija 3D bubrega dogodila tek 2013. godine. 2004. RepRap Project je dao 3D pisač ispisati još jedan 3D printer. Više medijske pozornosti privuklo je 2008. s prvim 3D ispisanim protetskim udom.

Drugi 3D napredak ubrzo je uslijedio, uključujući 3D tiskanu kuću u koju se obitelj uselila 2018.

Danas se 3D ispis ne odnosi samo na prototipove i industrijsku proizvodnju. Hobisti, znanstvenici i svi između njih koriste 3D ispis za proizvodnju proizvoda, robe široke potrošnje, medicinski napredak, obrazovne materijale i još mnogo toga. Brzo postaje korisniji za svakodnevnog potrošača.

Oscar Adelman, izvršni direktor Remi, kaže da je proces, primjerice, sve popularniji u dentalnoj industriji. Točnost 3D ispisa nevjerojatno je impresivna i može pomoći korisnicima stomatologije da uštede čak 80 posto na proizvodima u usporedbi s tradicionalnim cijenama stomatoloških ordinacija.

"Kako tehnologija ispisa postaje brža, jeftinija i uobičajenija, vidjet ćemo da se industrije poput stomatološkog sektora sve više oslanjaju na tehnologiju za svakodnevne postupke", kaže on.

Kako rade 3D pisači

Postoji nekoliko vrsta tehnologija 3D ispisa, uključujući modeliranje topljenog taloženja (FDM), također poznato kao izrada spojenih filamenata (FFF). FDM je najčešća i najpopularnija metoda i koristi se u većini pristupačnih 3D pisača.

Metoda FDM ispisa koristi filament od plastičnog materijala, pomalo poput vrpce. Filament se iz valjka dovodi u zagrijanu glavu, koja topi plastiku. Glava istiskuje otopljenu plastiku na krevet stroja. Glava se pomiče preko kreveta, u 2D, odlažući prvi sloj materijala.

Kada je prvi sloj gotov, glava se pomiče prema gore za debljinu prvog sloja i nanosi sljedeći sloj na vrh. Dio se gradi sloj po sloj, kao da se peče štruca kruha kriška po kriška.

Popularni FDM 3D pisači uključuju MakerBot i Ultimaker.

Primjer kako koristiti 3D pisač

Evo pogleda kako jednostavan 3D ispis može funkcionirati na FDM pisaču.

1. Preuzmite 3D model koji želite ispisati ili ga sami dizajnirajte.

   Pronađite modele za preuzimanje na Thingiverse ili GrabCAD. Da biste sami dizajnirali model, pokušajte SketchUp ili Miješalica. Za inženjerske dijelove isprobajte CAD softver kao što je SolidWorks.

2. Ako već nije, pretvorite model u format za 3D ispis, kao što je STL datoteka.

3. Uvezite model u softver za rezanje, kao što je MakerWare, Cura, ili Pojednostavite 3D.

   MakerWare radi s MakerBot 3D pisačima. Cura i Simplify 3D proizvode G-kod, koji radi s većinom 3D pisača.

4. Konfigurirajte gradnju u softveru za rezanje. Odlučite kako orijentirati model na 3D pisaču. Za FDM, minimizirajte prevjese strmije od 45 stupnjeva jer oni zahtijevaju potporne strukture.

   Prilikom odlučivanja o orijentaciji, razmislite kako će se model učitati kako se slojevi ne bi lako odvajali.

   

   Radi uštede vremena i materijala, modeli uglavnom nisu čvrsti. Navedite postotak ispune (obično 10 do 35 posto), broj perimetarskih slojeva (obično 1 ili 2) i broj donjih i gornjih slojeva (obično 2 do 4). Postoje i druge stvari koje treba uzeti u obzir kada priprema modela za 3D ispis.

5. Izvezite program, koji je obično datoteka G-koda. Softver za rezanje pretvara model i konfiguraciju izrade koju ste naveli u skup uputa. 3D pisač slijedi ovo kako bi napravio dio.

6. Prenesite program na 3D pisač koristeći SD karticu, USB ili Wi-Fi.

7. Ispišite model na 3D printeru.

   

8. Kada 3D pisač završi izradu modela, uklonite ga i eventualno očistite. Odlomite sve potporne strukture i obrišite sve preostale grudice finim brusnim papirom.

Ostale vrste strojeva za 3D ispis

Osim FDM pisača, metode 3D ispisa također uključuju stereolitografiju (SLA), digitalnu obradu svjetla (DLP), Selektivno lasersko sinteriranje (SLS), selektivno lasersko taljenje (SLM), proizvodnja laminiranih objekata (LOM) i digitalna zraka Taljenje (EBM).

SLA je najstarija tehnologija 3D ispisa koja se i danas koristi. DLP koristi rasvjetu kao i polimere, dok SLS koristi laser kao napajanje za stvaranje jakih 3D ispisanih objekata. SLM, LOM i EBM uglavnom su pali u nemilost.

Budućnost 3D ispisa

Hoće li 3D ispis dovesti do budućnosti prilagođenih proizvoda na zahtjev koji se trenutno proizvode prema našim točnim specifikacijama? Iako to ostaje nejasno, tehnologija 3D ispisa brzo raste i koristi se u mnogim područjima.

3D ispis kuća, tjelesnih organa kao što su bubrezi i udovi i drugi napredak imaju potencijal poboljšati živote neispričanih ljudi diljem svijeta.