Johdatus 3D-tulostimiin

3D-tulostus on vallankumouksellinen tekniikka, joka on viime aikoina herättänyt suosiota kekseliäisyydessään hyödynnetyn nerokkaan konseptinsa ja valtavan potentiaalinsa vuoksi vaikuttaa nykyiseen valmistusprosessiin. Olla vertaansa vailla oleva laite, jota käytetään kolmiulotteisen objektin luomiseen digitaalisesta tiedostosta; 3D-tulostimet ovat luoneet ihmeitä tulostimien digitaalisessa maailmassa. Kolmiulotteisen kokonaisuuden tekemisessä käytetään kemiallista lähestymistapaa ja additiivisia prosesseja, joissa esine valmistetaan järjestämällä alue päällysteilleen päällekkäin, kunnes ehjä esine on muotoiltu. Jokainen näistä pinnoitteista on hyvin hienoksi viipaloitu vaakasuora pala viimeisestä esineestä, jonka tulostimen on tehtävä.

Mikä on 3D-tulostin?

3D-tulostimia käytetään kolmiulotteisten kohteiden ja entiteettien valmistamiseen tulostamalla. Tätä prosessia kutsutaan myös lisäaineiden valmistusprosessiksi. Näissä tulostimissa peräkkäiset kalvot ja kerrokset tietystä materiaalista asetetaan tietokoneen ohjauksessa. Näissä tulostimissa luodut objektit voivat olla minkä tahansa muotoisia, kokoisia tai geometrisia. Tulostimet asettivat materiaalin peräkkäin jauhekerrokseen, johon on kiinnitetty mustesuihkutulostuspäät. Vaikka niitä kutsutaan yleensä 3D-tulostimiksi tai 3D-painokoneiksi, teknisissä standardeissa näitä laitteita kutsutaan lisäaineiden valmistusprosesseiksi.

Kuinka 3D-tulostimet toimivat?

Nämä tulostimet muotoilevat ensin haluamasi objektin perusmallin. Tämä suunnitelma tehdään CAD-tiedoston kautta, joka käyttää 3D-mallinnusohjelmaa, jota käytetään uuden projektin tekemiseen, tai se voi käyttää myös 3D-skanneria, joka kopioi kohteen tarkan mallin ja rakentaa myös 3D-digitaalisen tiedoston kohteesta. Nämä skannerit yhdistävät erilaisia ​​tekniikoita 3D-mallien tekemiseen. Digitaalisen tiedoston valmistamiseksi tulostamista varten 3D-mallinnuksessa käytetty ohjelmisto jakaa lopullisen mallin miljooniin kerroksiin. Kun nämä viipaleet ladataan tulostimeen, lopullinen objekti voidaan luoda kerrostamalla päällekkäin. 3D-tulostin tutkii kuvan 2D-viipaleet ja viimeistelee lopullisen objektin ja tekee kuvasta kolmiulotteisen mallin.

Tämä video selittää 3D-tulostuksen koko prosessin.

3D-tulostimissa käytetty tekniikka

Erilaiset 3D-tulostimet käyttävät eri tekniikoita. Tulostamiseen on monia tapoja, jotka vain eroavat tavasta, jolla kerrokset rakennetaan täydellisen kokonaisuuden muodostamiseksi. Jotkut tekniikoista käyttävät sulamisprosessia kerrosten tuottamiseksi, joita varten ne käyttävät joko valikoivan kerrostamisen tai sulatetun kerrostamisen prosessia. Yksi yleisimmin käytetyistä tekniikoista on stereo-litografia. Se käyttää myös muita tekniikoita, kuten alv-valokuvapolymerointia, materiaalisuihkuttamista, kalvolaminointia, jauhekerrosfuusiota ja monia muita.

3D-mallinnus

Tulostettavat 3D-mallit voidaan muotoilla CAD-paketilla tai 3D-skannerilla, joka käyttää tavallista digitaalikameraa ja fotogrammetristä ohjelmistoa. 3D-skannausprosessi arvioi ja tallentaa digitaalista dataa ja saa sen toteutumaan todellisen kohteen muodona. Tämän tekniikan perusteella voidaan tuottaa kolmiulotteisia malleja. Käytetystä 3D-mallinnusohjelmistosta riippumatta tämä 3D-malli muunnetaan.STL- tai.OBJ-muotoon, jotta objektia tulostava ohjelmisto tekee siitä luettavissa.

Tiedostossa on tutkittava useita virheitä ennen 3D-mallin tulostamista STL-tiedostosta. Tätä vaihetta kutsutaan korjaukseksi. STL-tiedostoissa voi olla monia virheitä, jotka syntyvät 3D-skannauksen prosessista, ja nämä virheet on ensin korjattava ennen tiedoston kerrosten leikkaamista. Kun se on valmis, ohjelmiston on kehitettävä.STL-tiedosto, joka muuntaa mallin useiksi ohuiksi kerroksiksi ja muuntaa tiedostoksi, johon on merkitty erityiset ohjeet. 3D-tulostin seuraa tätä tiedostoa ja siihen kiinnitettyjä ohjeita ja asettaa useita kerroksia nestettä, jauhetta tai paperimateriaalia mallin luomiseksi poikkileikkaussarjasta. Tulostussuuttimen kautta voidaan levittää useita materiaaleja, kuten muovia, hiekkaa, metallia tai joskus jopa suklaata.Nämä kerrokset, jotka vastaavat CAD-mallin eri poikkileikkauksia, liitetään tai yhdistetään automaattisesti lopullisen muodon saamiseksi.

3D-tulostimien sovellukset

3D-tulostus löytää monia sovelluksia eri toimialoilla autoteollisuudesta ilmailu- ja ilmailu-, biopainatus- ja terveydenhuollon laitteisiin. 3D-tulostuksesta voi olla paljon hyötyä myös päivittäiskäyttöön tarkoitettujen esineiden ja henkilökohtaisten projektien luomisessa.

Näiden tulostimien upein etu on, että ne pystyvät käsittelemään melkein minkä tahansa yksikön muodon ja geometrian. No, minkä tahansa objektin 3D-mallin tulostamiseen tarvittava aika riippuu suurelta osin vain tulostettavan kohteen koosta ja rakenteesta. Minkään kohteen tulostaminen voi kestää useita tunteja tai jopa päiviä. Se riippuu myös tulostimen käyttämästä menetelmästä ja mallin monimutkaisuudesta. Lisäainejärjestelmän tekniikka voi vähentää aikaa tuhlauksesta ja auttaa tulostaa kohteen muutamassa tunnissa.

3D-tulostuspalvelut

3D-tulostimet ovat kalliita, eikä kaikilla ole varaa niihin henkilökohtaisiin tarkoituksiinsa, joten on olemassa useita yrityksiä, jotka tarjoavat 3D-tulostuspalveluja. On myös online-3D-tulostuspalveluja, jotka tarjoavat 3D-tulostuspalveluja edullisella hintaluokalla ja voivat tulostaa ja toimittaa minkä tahansa objektin heidän verkkosivustolle lataamastaan ​​digitaalisesta tiedostosta.