Тонкости и специфика технологии 3D печати

0
74

Хотя первая технология 3D-печати была впервые запатентована более 30 лет назад, в последние годы отрасль переживает глобальный бум. Сегодня уже не принято, чтобы 3D-принтеры были делом компьютерных фанатов или промышленных дизайнеров. Настольные 3D-принтеры легко доступны даже для простых смертных. Присоединяйтесь к нам, чтобы поближе познакомиться с 3D-принтерами и узнать, как эти устройства работают 3d печать.

Как работает 3D-печать

3D-принтеры могут создавать физические трехмерные объекты из цифрового мастера. Процесс создания нового продукта, при котором материалы накладываются друг на друга, называется аддитивным — полученный продукт моделируется из материала, который постепенно добавляется. Фактически это процесс, противоположный тому, который используется, например, в станках для производства, когда материал постепенно удаляется из цельной детали.

Технология 3D-печати

Хотя зарождение технологии 3D-печати датируется по крайней мере 1980-ми годами, их изобретатели уже много лет строго охраняют свои патенты. Это привело к конкуренции, которая привела к появлению целого ряда технологий 3D-печати. Только статья в Википедии о 3D-печати упоминает 15 из них.

Текущий бум 3D-печати во многом связан с истечением срока действия некоторых патентов, и многие технологии 3D-печати теперь свободно распространяются как с открытым исходным кодом. На практике это означает, что не только сами изобретатели и их команды, но и студенты, инженеры и любители новых технологий могут начать заниматься 3D-печатью.

Давайте представим основные технологии 3D-печати:

FDM / FFF

Наиболее распространенной технологией 3D-печати является FDM (Fused Depositon Modeling), но поскольку Stratasys зарегистрировала торговую марку для этого обозначения, обозначение FFF (Fused Filament Fabrication) использовалось (не только) в коммерческих целях. Однако в обоих случаях это один и тот же принцип работы 3D-принтера, и если мы говорим о настольных 3D-принтерах, подавляющее большинство из них используют эту технологию для моделирования.

Технология печати FDM / FFF работает по принципу плавления материала, который чаще всего подается в принтер в виде пластиковой нити, так называемой нити. Он помещается в лоток 3D-принтера на катушке, с которой принтер постепенно разматывает материал. Затем печатающая головка 3D-принтера слой за слоем распечатывает физическую 3D-модель, которая была передана ей в цифровом эталоне. В принципе, эта технология 3D-печати очень похожа на технологию печати струйных принтеров. Подобно тому, как печатающая головка впрыскивает очень небольшое количество чернильного материала на бумагу, печатающая головка 3D-принтера слой за слоем размещает жидкий материал на подложке, создавая физическую модель.

Технология 3D-печати FDM / FFF — самая дешевая технология 3D-печати, что является основной причиной ее широкого распространения.

Недостатками этой технологии являются длительное время печати, широкий разброс качества печати, которое зависит от модели принтера и используемого материала, а также различные конструктивные ограничения (например, расплавленный материал должен сначала затвердеть, для более сложных моделей необходимо учитывать опоры для печати и тому подобное).

Стереолитография (SLA) — первая запатентованная технология 3D-печати. Он использует ультрафиолетовый луч для создания объектов, которые придают полимерной смоле желаемую форму. Это очень точный метод 3D-моделирования, но в то же время он очень дорогостоящий, что предотвращает его массовое расширение.

Демонстрация 3D-печати с использованием технологии стереолитографии на 3D-принтере Carbon.

SLS

Селективное лазерное спекание (SLS), иногда называемое лазерным спеканием, представляет собой технологию 3D-печати, в которой объект создается путем плавления порошкового материала и его послойного спекания с помощью лазера.

Лазер превращает объект желаемой формы в твердый пылевой материал, который помещается на печатную форму. После отверждения одного слоя машина наносит еще один тонкий слой пыли, и лазер снова отверждается. После завершения принт нужно буквально выкопать из пыли и тщательно очистить. В результате получаются очень точные и долговечные отпечатки. Лазерные принтеры для спекания — это профессиональные машины, которые используются в области промышленного производства и изготовления прототипов для функциональных испытаний.

Демонстрация производства продукции по технологии SLS

Откуда берутся модели для 3D-печати?

Цифровые модели для 3D-печати создаются в программах 3D-моделирования, таких как AutoCAD, Blender и т. П. Чтобы подготовить собственную трехмерную модель к печати, вам необходимо освоить эти программы. Это можно сделать путем самообучения, но что, если вы не хотите ждать дни или, может быть, недели, прежде чем вы сможете хотя бы освоить основы 3D-моделирования?

3D-модели моделируются в компьютерных программах для 3D-моделирования. Предпочтительным форматом для большинства настольных 3D-принтеров является STL.

В Интернете есть множество баз готовых 3D-моделей, которые часто доступны.