3D-печать, аддитивная печать или стереолитография. Если вы столкнулись с этими терминами и просто не заметили их, то, возможно, вы захотите прочитать эту статью, чтобы узнать об этом удивительном мире 3D-печати. 3D-печать — это быстро развивающаяся область, причем популярность и возможности использования 3D-принтеров растут с каждым днем. В этой статье мы попытаемся познакомить новичков с 3D-принтерами, рассказать, как с ними работать, какую пользу от них можно получить и как они изменят ситуацию в будущем.
Также на нашем сайте вы можете посмотреть статьи про лучшие 3D-принтеры для начинающих и необходимые аксессуары и инструменты для 3D-принтеров.
Что такое 3D-печать и как она работает?
3D-печать или аддитивное производство — это процесс создания трехмерных твердых объектов из цифрового файла. Он использует машину, похожую на принтер, которая плавит материал (обычно пластик) и выливает его на основу заданным образом, создавая последовательные слои, чтобы сделать его трехмерным. Проще говоря, принтер формирует буханку хлеба кусочек за ломтиком.
Существует множество типов технологий 3D-печати, но наиболее часто используемой является стереолитография (SLA), поскольку она более доступна по сравнению с другими.
3D-принтер - это машина, которая способна преобразовать любой 3D-файл в 3D-объект, выполнив следующие действия:
- Программное обеспечение проверяет 3D-файл на предмет возможности его печати.
- Затем программное обеспечение разрезает файл на кусочки и отправляет его на машину.
- Пластиковая нить подается через печатающую головку.
- Нить плавится, и головка затем кладет ее на рабочую платформу.
- Головка перемещается, нанося материал так, чтобы он составлял нижний срез объекта.
- Головка возвращается в исходное положение, а рабочая платформа опускается.
- Затем голова строит новый слой поверх первого, и это повторяется до тех пор, пока объект не будет готов.
3D-печать — новинка на рынке?
Нет, категорически нет!!!!. Просто потому, что в наши дни 3D-печати уделяется больше внимания, эта идея или технология не являются новыми. Вы будете удивлены, узнав, что все началось в конце 1980 года, когда был придуман термин «аддитивное производство», который в основном использовался для быстрого прототипирования. Но позже, примерно в 2014 году, с появлением недорогих 3D-принтеров, эта технология превратилась в революционное движение для любителей, учащихся, технопредпринимателей, изобретателей, учителей, исследователей и всех остальных. Таким образом, он получает широкий рынок и большие возможности для будущего.
3D-принтеры изначально создавались для помощи космонавтам. Команде было сложно собрать все инструменты и материалы, которые им понадобятся для работы над проектом. Наличие лишних инструментов приведет к увеличению веса шаттла, что в конечном итоге приведет к увеличению расхода топлива. Поэтому им пришла в голову идея, согласно которой 3D-принтер будет отправлен в космос вместе с астронавтами, и когда им понадобятся какие-либо инструменты или материалы для работы, им просто нужно будет просмотреть файл STL и распечатать его. Если необходимо создать какой-либо экстренный или новый проект, он будет изготовлен на базовой станции и отправлен команде для его печати. Но с развитием технологий ситуация изменилась, и теперь принтер может быть доступен каждому дому.
«Но сейчас многие люди ошибаются, рассматривая 3D-печать как еще один метод создания объектов, который просто обеспечивает большую гибкость формы за счет скорости и точности. Но это узкая точка зрения для рассмотрения 3D-печати. Концепция 3D-печати больше похожа на цифровое, дискретное производство произвольной формы. При базовом предположении, что как только вы сможете «нарезать» желаемый объект и расположить небольшие кусочки слой за слоем, возможности применения и последствия станут бесконечными. Пластмассы, электроника, продукты питания и даже человеческие ткани — все, что сложно для нынешних методов массового производства (достаточно сложное, чтобы экономически эффективно создавать единую единицу продукции), теперь стало возможным», — говорит Онкар Кулкарни.
Как начать работу с 3D-принтерами?
Поскольку новейшие технологии снизили цену на 3D-принтеры настолько, что человек со средним достатком может их покупать и использовать, 3D-печать больше не является волшебным оборудованием или оборудованием промышленного уровня. Благодаря онлайн-форумам и проектам теперь любой, кто умеет управлять компьютером, может напечатать свой воображаемый объект. Подобно тому, как лазерные принтеры стали обычным явлением в нашем доме, эти 3D-принтеры пока еще не проникли широко в наш дом или на работу. Итак, давайте посмотрим, как можно начать работу с 3D-печатью. Для любой 3D-печати необходимо выполнить следующие четыре простых шага:
- 3D CAD-моделирование.
- Нарезка и другие настройки.
- Многослойная печать.
- Окончательная сборка.
Рассмотрим часть этих шагов более подробно.
3D CAD МОДЕЛИРОВАНИЕ
Да, чтобы что-то напечатать на принтере, вам нужно разработать программное обеспечение для моделирования.
Если вы профессиональный дизайнер, вы можете использовать любое ваше программное обеспечение для моделирования, которое имеет возможность сохранять файл в формате .STL (стереолитография) или .OBJ (объект). После создания дизайна можно переходить к этапу нарезки. Здесь вы можете изменять, редактировать или настраивать свой дизайн по своему усмотрению, поскольку весь дизайн создается вами.
Если вы учащийся, то существует масса бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом, которое можно использовать в своем воображении. Это было бы все равно, что положить строительный блок. Если ваш дизайн слишком хорош, вам также заплатят некоторые интернет-сообщества.
Если вы новичок и понятия не имеете, как создавать 3D-модели, не волнуйтесь! Существует множество веб-сайтов, которые предоставляют бесплатные файлы STL. Эти файлы проверены и распечатаны людьми, которые их разработали, поэтому они надежны и их будет легко распечатать. Единственное ограничение этих файлов заключается в том, что они имеют формат .STL (в основном). Этот формат нельзя настроить так, как нам нравится, но даже в этом случае его размер можно изменить с помощью программного обеспечения для нарезки. Если вы абсолютный новичок, мы рекомендуем вам начать с некоторых дизайнов, доступных на рынке.
После того, как проект готов, работа с программным обеспечением для 3D-моделирования завершается. Теперь файлы отправляются в программное обеспечение для нарезки, где оно готовится к печати на принтере.
НАРЕЗКА И ДРУГИЕ НАСТРОЙКИ
Разработанные модели необходимо преобразовать в последовательность команд, называемую G-кодом, чтобы принтер мог распознать его и начать печать. Эта часть называется «Нарезка». Качество печати зависит от настроек, которые сделаны на этом шаге. Прежде чем мы перейдем к этому, давайте познакомимся с тем, насколько на самом деле прост 3D-принтер!!!
3D-печать – это не волшебство!
Если вы все еще не понимаете или удивляетесь тому, как на самом деле работает 3D-принтер, поверьте мне, это не ракетостроение. Многие студенты успешно попытались создать для себя 3D-принтер. В следующих нескольких абзацах мы рассмотрим основные части базового 3D-принтера, которые помогут вам лучше понять ео устройство.
Типичные части 3D-принтера показаны на рисунке ниже.
Экструдер — самая важная часть нашего принтера. Это место, где нити плавятся и выдавливаются. Экструдер состоит из узкой трубки, через которую шаговый двигатель проталкивает нить. Он состоит из нагревательного материала, обычно называемого горячим концом , который нагревает нить, нагретая нить выталкивается за пределы сопла, аналогично выдавливанию зубной пасты из сопла. По мере того, как нить плавится, шаговый двигатель проталкивает нить внутрь, которая будет установлена в виде катушки на держателе катушки.
Каждый месяц на рынке появляется множество типов нитей. Каждая нить имеет свой диаметр и температуру печати, наиболее часто используется PLA, температура плавления которого составляет 180-210 градусов Цельсия.
Типовая конструкция экструдера 3D-принтера показана на следующем рисунке.
Эта полная установка экструдера установлена на подвижных направляющих. Когда нить плавится и выходит наружу, экструдер приводится в движение другими шаговыми двигателями, присутствующими в нужном направлении, и печатает на опорной пластине .
Теперь, когда у нас есть базовое представление о том, как работает наш принтер, давайте вернемся к нашему программному обеспечению для нарезки. Наиболее часто используемое программное обеспечение для этих целей — Cura. Это программное обеспечение в основном создано для принтера Ultimaker. Но с тех пор, как он стал бесплатным и с открытым исходным кодом, большинство принтеров начали использовать Cura.
В этом программном обеспечении настройки печати передаются так же, как и для нашего лазерного принтера. Здесь мы можем масштабировать, выравнивать и ориентировать нашу печатную модель. Другие важные параметры, такие как температура, скорость втягивания, расход, диаметр сопла нити и т. д., передаются на принтер с помощью этого программного обеспечения.
СЛОЙНАЯ ПЕЧАТЬ
В зависимости от настроек время печати и длина материала, необходимая для печати, будут отображаться самим программным обеспечением, как показано на рисунке ниже. Здесь время печати 1 час 14 минут, а использованный материал 10 грамм. Остальные настройки для этого отпечатка также можно найти на картинке.
После загрузки файла STL и выполнения настроек это программное обеспечение можно использовать для визуализации того, как наша печать будет выполнена с использованием опции слоев, как показано на рисунке ниже. Вот как будет выглядеть отпечаток при печати 78-го слоя этого отпечатка. Синяя линия указывает путь нашего экструдера.
Как только это будет сделано, файл можно преобразовать в G-код, который можно будет передать на принтер для печати. Вот и все, ваша модель будет напечатана в указанное время.
Было ли это так сложно?
Какое будущее у 3D-печати?
Однако у 3D-печати есть свои проблемы. Она страдает от низкой скорости работы, механических дефектов продукции и ограниченного выбора материалов (в основном пластика). Из-за низкой скорости работы 3D-принтеров производственные компании могут проиграть конкурентам с неэффективной стратегией выхода на рынок. Но мы надеемся, что эта область развивается по мере того, как вы читаете эту статью, и впереди у нее большие возможности. Все зависит от того, как человек решит использовать эту технологию.
Похожие статьи
(Проголосуй первым!)
Загрузка...