Шта је 3Д штампа?

3Д штампање је колекција технологија које све покушавају да одговоре на питање: „Који је најбољи начин да се направи било који појединачни физички објекат изградњом слој по слој?“ Са 3Д штампањем обично правите векну хлеба парче по кришку.

Све технологије функционишу другачије, али један од најчешћих ФДМ (Фусед Депоситион Моделлинг) ради са главом за штампање која се напаја пластичним филаментом (обично АБС, иста пластика од које је направљен ЛЕГО).

3Д датотеку проверава софтвер да види да ли се може штампати.

Софтвер затим сече датотеку и шаље је машини.

Пластични филамент се увлачи кроз главу за штампање.

Филамент се топи и глава га затим одлаже на платформу за изградњу.

Глава се креће около одлажући материјал тако да чини доњи део предмета.

Глава се враћа у почетни положај и платформа за изградњу се спушта.

Глава затим гради нови слој на врху првог и то се понавља док се објекат не заврши.

За „уради сам“ симулацију, истисните тубу пасте за зубе на руку.

Ако бисмо направили облик чаше за вино, наишли бисмо на проблем. Ако бисмо желели да одштампамо посуду од стакла, пластика би ишла свуда. Због тога, напредне машине (а ускоро и десктоп машине) такође депонују материјал за подршку. Са потпорним материјалом, глава штампача има два екструдера, један који одлаже грађевински материјал, а други потпорни материјал. Дакле, када правите чашу за вино, заправо бисте направили облик цилиндра који се протеже до најудаљенијих домета чаше.

Глава за штампање би екструдирала грађевински материјал за делове слоја који би на крају постали чаша за вино, а такође би екструдирала много потпорног материјала, тако да када се мора изградити надвишена конструкција, грађевински материјал може да се изгради изнад тога. Тако ћете завршити са пластичним цилиндром у којем је ваша чаша за вино. Затим можете користити воду или купку са растварачем (постоји много начина) да исперете потпорни материјал и остаје вам крајњи предмет.

Ево видео снимка који показује како овај процес функционише (откривање, видео је направила компанија Материализе за коју сам радио):

Ево још једног видео снимка од Схапеваис-а (откривање, и ја сам тамо радио) који вам показује неки материјал за подршку и његово уклањање:

ФДМ вам даје високу тачност димензија, али делови су генерално мање атрактивни од оних направљених другим технологијама.

Селективно ласерско синтеровање

 

 

Селективно ласерско синтеровање или ласерско синтеровање је другачији процес где се фини пластични прах (ПА12 сличан најлону) наноси и ласер синтерује делове који ће постати ваш модел. Остатак праха делује као подршка. Затим се наноси нови слој и процес се понавља. Тада вам остаје блок финог праха који држи ваше делове. СЛС има осећај као на фармерке и има одлична механичка својства, али материјал је порозан тако да упија прљавштину и течности. Изнад је крило УАВ направљено са СЛС.

ДМЛС

 

 

Такође можете 3Д штампати титанијум и челик помоћу ДМЛС-а (Дирецт Метал Ласер Синтеринг) који ради на исти начин, али са титанијумом у праху. Овде можете видети како се прави имплантат вилице:

ДМЛС вам даје металне делове и веома високу чврстоћу, али поред потпоре која долази од несинтерованог праха, морају се направити и додатне потпорне структуре због високих температура које делују на део. Оне се морају уклонити ручно помоћу флек или друге машинске алатке.

ЕБМ

 

 

Елецтон Беам Мелтинг (ЕБМ) ради са усмереним снопом електрона. ЕБМ има грубљу површинску текстуру од других процеса, али то га чини идеалним за имплантате. Преко 30000 ортопедских имплантата се направи сваке године са ЕБМ.

3Д штампање

 

Прави тачан назив за све технологије 3Д штампања је адитивна производња, али је јавност изабрала 3Д штампање као термин. 3Д штампа је заправо назив једног скупа технологија изведених из МИТ патента за 3Д штампање при чему глава за штампање (исто као у вашем Хевлетт-Пацкард штампачу) прелази преко слоја праха и везује овај материјал везивом. Овим процесом можете штампати боју и то је оно што Зцорп машине раде. Користећи исту технологију, али са сложенијим процесом, ЕкОне може да штампа метал. Зцорп делови имају боју, али су крхки. ЕкОне производи металне делове јефтино (челични венчани прстен је 8 долара), али има нижу тачност димензија и захтева доста времена у поређењу.

Вокељет користи исту технологију за штампање песка и ПММА и овај процес се користи за ливење многих пумпи и других индустријских машина. Вокељет тренутно има највећи 3Д штампач на свету који има запремину од 4 к 2 к 1 метар.

 

Стереолитхограпхи

 

Стереолитографија је заправо била прва технологија која је комерцијализована и изумео ју је Цхуцк Хулл у 3Д Системс. Ласери се нагомилавају и ударају у каду од смоле. Овај процес вам даје велику глаткоћу и делове лепог изгледа, али захтева корак након очвршћавања и потпорне структуре морају да се уклоне ручно. На горњој фотографији можете видети потпорне структуре које држе реплику мумије краља Тута (обратите пажњу на решеткасту потпорну структуру која држи главу). СЛА делови су такође обично мање отпорни на хабање у стварном свету и користе се за ствари попут прототипова јер изгледају добро и изгледају невероватно када су готови. Пример унутрашњости и инструмент табле Цитроен ГТ који се види испод, видео приказује лампу направљену са СЛА.

 

Енвисионтец

 

(Откривање, тренутно радим консултантске послове за Енвисионтец) Док скоро све технологије 3Д штампања раде слој по слој, постоје изузеци. Са Енвисионтец-ом се користи дигитална обрада светлости (иста технологија која се налази у ДЛП пројекторима и ДЛП ТВ-има). Течна смола се очвршћава и претвара у чврсту помоћу ДЛП пројектора који на њу пројектује слику воксела (волуметријског пиксела). Величина и облик добијеног штампаног воксела могу варирати и зависи од слике. Енвисионтец не може да прави велике ствари, али прави мале веома детаљне ствари као што су прилагођени слушни апарати, зубни имплантати и калупи за драгуље. Изнад можете видети носач слушних апарата. Више од 10,000,000 пари слушних апарата је 3Д штампано. Други видео је на немачком, али вам показује како стоматолози користе технологију.

 

Објет

Објет функционише када се фотополимер нанесе помоћу главе за инкјет штампање. Добијени слој се затим осуши УВ лампом. Традиционално, проблем са Објетом је био што су делови направљени од њега били веома крхки, али су побољшавали материјале. Најзанимљивија ствар код Објет-а је то што може да штампа више материјала 3Д, тако да можете да правите ствари различите густине и тврдоће на пример. Дршка бријача у наставку може да буде флексибилна у деловима и крута у другим деловима док има мекане јастучиће где је држите, све у једном издању (смешно, бријач испод може бити случај кршења ауторских права јер Гиллетте има патенте који покривају израду 3Д штампаних бријача, 3Д, тако да то може значити да је ово облик који не смете да правите. Патент ЕП2266727А1 - Метода формирања функционалног кертриџа за бријач и функционалног кертриџа за бријач)

 

Зашто је 3Д штампање корисно?

3Д штампа вам омогућава да брзо направите јединствене облике без трошкова покретања. У традиционалној масовној производњи проводите осам недеља правећи калуп и алате и морате да чекате осам недеља да ваше ствари стигну из Кине. Калуп може да вас кошта од 10 УСД,000 до 200 УСД,000, али када одвојите време и трошкове да направите овај калуп, он може да испљуне милион идентичних ствари великом брзином за веома ниска цена.

Са 3Д штампачем објекат мора бити направљен појединачно у машини. Чим добијете дизајн, можете почети са штампањем. Али, због цене материјала и цене машине и простора који део заузима у машини (куповина, унутрашња запремина и брзина) ваша ствар ће обично бити скупља од предмета који је бризган. Дакле, 3Д штампана лампа би вас могла коштати 80 долара, док би бризгана лампа коштала 1 долар. Али, уз 3Д штампање можете направити хиљаде варијација ове лампе и одштампати све ово без додатних трошкова или времена, а свака кошта 80 долара (веће лампе ће бити скупље, а можда ће бити и трошкови прилагођавања дизајна).

3Д штампа се истиче у прављењу јединствених ствари. Ствари које је потребно направити само једном, ствари које су индивидуализоване, ствари које треба да буду лепе само за једну особу.

Зашто је 3Д штампа револуционарна?

Са 3Д штампањем можете штампати близу купца или чак у свом дому. Пошто су многе ствари које нас окружују масовно произведене, ове ствари су срање. Предвиђено је да се производе у милионима јер тако функционишу ови масовни производни процеси. Дакле, они су намењени да се свиде великом броју људи, а да не задовоље ничије потребе. Помоћу 3Д штампања можете направити и дизајнирати јединствене ствари и направити ствари за једну особу. Такође можете произвести облике који се не могу направити на било који други начин. Другачијом производњом можете производити ствари на захтев или понављати и тестирати свој дизајн док непрестано правите боље ствари. Такође можемо да радимо заједно и да делимо дизајне и да их побољшамо помоћу софтвера и на тај начин побољшамо квалитет свих ствари. Такође ћемо моћи да демократизујемо производњу и потенцијално дозволимо било коме да прави било шта. Ово ће имати фундаменталан утицај на наш свет.

За више информација можете проверити овај одговор:
Зашто се за 3Д штампање каже да је трећа индустријска револуција?

Индустрија 3Д штампања

Индустрија 3Д штампања је индустрија од $2,000,000,000 која расте за 26 процената годишње у приходу од 1989. Док се медији фокусирају на кућно 3Д штампање скоро цела индустрија је посао за посао.

Многе компаније користе 3Д штампаче за прототипове ствари. Користе их за тестирање дизајна и бржи развој производа. Друге компаније користе технологију за краткорочне делове, резервне делове или производњу мале количине. Користи се у аутомобилским тркама за прављење делова, као и за прилагођавање аутомобила и ствари као што је Веирон инструмент табла. Делови на Дреамлинер и Аирбус А380 су 3Д штампани и користи се у медицинским прототиповима, хируршким водичима и имплантатима. Где год постоји потреба за јединственим предметом са специфичним дизајном, може се наћи 3Д штампа. У својој сржи обећање 3Д штампања је технологија испуњења жеља која ће нам омогућити да сањамо било коју ствар и да је остваримо.

Која су нека од ограничења 3Д штампања?

Машине су прескупе и нису поуздане.
Материјали нису довољно јаки.
Многи 3Д штампани делови не изгледају довољно добро.
Превише је тешко дизајнирати за 3Д штампање.
Проблем празног платна значи да често нисмо инспирисани или се заиста плашимо да нешто створимо.
Машине нису довољно брзе.
Многи делови нису довољно глатки.
итд.