Как работает 3D-принтер?
ЧТО ТАКОЕ 3D ПЕЧАТЬ?
3D-печать использует специальное оборудование для создания твердых трехмерных объектов из цифрового файла. Эта практика существует с 1980-х годов, когда Чарльз У. Халл изобрел этот процесс и создал первую деталь, напечатанную на 3D-принтере. С тех пор область 3D-печати выросла в геометрической прогрессии и открывает бесчисленные возможности.
Обзор 3D-печати
3D-печать — это процесс, в котором используется компьютерное проектирование или САПР для создания объектов слой за слоем. 3D-печать обычно используется в обрабатывающей промышленности и автомобильной промышленности, где инструменты и детали изготавливаются с помощью 3D-принтеров.
По мере того, как возможности 3D-печати продолжают расти, растет и ее стоимость: по оценкам, к 2029 году индустрия 3D-печати достигнет стоимости в 84 миллиарда долларов. Этот рост означает, что мы вынуждены взаимодействовать с продуктами — и даже с домами и зданиями — созданными с помощью 3D-печати.
3D-печать также встряхивает индустрию здравоохранения. В 2020 году пандемия COVID-19-19 перегрузила больницы и увеличила потребность в средствах индивидуальной защиты. Многие медицинские учреждения обратились к 3D-печати, чтобы снабдить свой персонал столь необходимыми средствами защиты, а также деталями для ремонта аппаратов искусственной вентиляции легких. Крупные корпорации, стартапы и даже старшеклассники с 3D-принтерами подошли к делу и ответили на призыв. 3D-печать не только изменит способы производства средств индивидуальной защиты и медицинского оборудования, но и упростит протезирование и имплантаты.
Хотя 3D-печать не обязательно является чем-то новым, некоторые до сих пор задаются вопросом, что такое 3D-печать и как она работает. Вот руководство по пониманию 3D-печати.
Что такое 3D-принтеры?
Короче говоря, 3D-принтеры используют САПР для создания 3D-объектов из различных материалов, таких как расплавленный пластик или порошки. 3D-принтеры могут быть самых разных форм и размеров: от оборудования, которое может поместиться на столе, до больших строительных моделей, используемых при строительстве 3D-печатных домов. Существует три основных типа 3D-принтеров, каждый из которых использует свой метод.
ТИПЫ 3D-ПРИНТЕРОВ
Стереолитографические принтеры, или Соглашение об уровне обслуживания, оснащены лазером, который превращает жидкую смолу в пластик.
Селективное лазерное спекание, или принтеры СЛС, имеют лазер, который спекает частицы полимерного порошка в уже твердую структуру.
Моделирование методом наплавления или принтеры ФДМ являются наиболее распространенными. Эти принтеры выпускают термопластичные нити, которые расплавляются через горячее сопло, образуя объект слой за слоем.
3D-принтеры не похожи на волшебные коробки из научно-фантастических сериалов. Скорее, принтеры, которые действуют аналогично традиционным струйным 2D-принтерам, используют метод наслоения для создания желаемого объекта. Они работают с нуля и накладывают слой за слоем, пока объект не станет точно таким, каким он был задуман.
Почему 3D-принтеры важны для будущего?
Гибкость, точность и скорость 3D-принтеров делают их многообещающим инструментом для будущего производства. Сегодня многие 3D-принтеры используются для так называемого быстрого прототипирования.
Компании по всему миру теперь используют 3D-принтеры для создания своих прототипов за считанные часы, вместо того, чтобы тратить месяцы времени и потенциально миллионы долларов на исследования и разработки. Фактически, некоторые компании утверждают, что 3D-принтеры делают процесс прототипирования в 10 раз быстрее и в пять раз дешевле, чем обычные процессы исследований и разработок.
3D-принтеры могут найти применение практически в каждой отрасли. Их используют не только для прототипирования. Многим 3D-принтерам поручено печатать готовую продукцию. Строительная индустрия фактически использует этот футуристический метод печати для печати целых домов. Школы по всему миру используют 3D-принтеры для практического обучения в классе, распечатывая трехмерные кости динозавров и детали робототехники. Гибкость и адаптируемость технологии 3D-печати меняют правила игры в любой отрасли.
Что можно напечатать на 3D-принтере?
3D-принтеры обладают чрезвычайной гибкостью в отношении того, что можно с их помощью напечатать. Например, они могут использовать пластик для печати на жестких материалах, таких как солнцезащитные очки. Они также могут создавать гибкие объекты, в том числе чехлы для телефонов или ручки велосипедов, используя гибридный резиновый и пластиковый порошок. Некоторые 3D-принтеры даже способны печатать из углеродного волокна и металлических порошков чрезвычайно прочные промышленные изделия. Вот несколько распространенных приложений, для которых используется 3D-печать.
Быстрое прототипирование и быстрое производство
3D-печать предоставляет компаниям малорисковый, недорогой и быстрый метод производства прототипов, который позволяет им тестировать эффективность нового продукта и ускорять разработку без необходимости использования дорогих моделей или собственных инструментов. Сделав еще один шаг вперед, компании во многих отраслях используют 3D-печать для быстрого производства, что позволяет им экономить затраты при производстве небольших партий или сокращать время печати.
Функциональные части
3D-печать со временем стала более функциональной и точной, что позволяет создавать и приобретать запатентованные или недоступные детали, чтобы продукт можно было производить в соответствии с графиком. Кроме того, машины и устройства со временем изнашиваются и могут нуждаться в срочном ремонте, и 3D-печать предлагает эффективное решение этой проблемы.
Инструменты
Как и функциональные детали, инструменты со временем изнашиваются и могут стать недоступными, устаревшими или дорогостоящими в замене. 3D-печать позволяет легко производить и заменять инструменты для различных применений, обеспечивая высокую долговечность и возможность повторного использования.
Модели
Хотя 3D-печать, возможно, не сможет заменить все формы производства, она представляет собой недорогое решение для создания моделей для визуализации концепций в 3D. От визуализаций потребительских товаров до архитектурных моделей, медицинских моделей и образовательных инструментов. Поскольку стоимость 3D-печати падает и становится все более доступной, 3D-печать открывает новые возможности для приложений моделирования.
