3D տպագրությունը արտադրական գործընթաց է, որը թվային ֆայլից ստեղծում է եռաչափ ֆիզիկական օբյեկտ: Այս գործընթացը կոչվում է հավելումների արտադրություն, այսինքն՝ նյութը ավելացվում է, այլ ոչ թե հեռացվում։
3D տպագրությամբ դուք ստեղծում եք 3D թվային դիզայն մոդելավորման ծրագրում, որը հայտնի է որպես CAD ծրագրակազմ, այնուհետև օգտագործում եք 3D տպիչ՝ պատրաստի առարկան ձևավորելու համար նյութի շերտեր ստեղծելու համար: Բիզնեսները, հետազոտողները, բժշկական մասնագետները, հոբբիստները և ավելին օգտագործում են 3D տպագրությունը մի շարք ծրագրերի համար:
Ահա մի հայացք, թե ինչպես է ստեղծվել 3D տպագրությունը, ինչպես է այն աշխատում, ինչի համար է այն օգտագործվում և ինչ է սպասվում այս տեխնոլոգիային ապագայում:
3D տպագրությունը կարող է լինել ձեր սիրելի ֆիլմի մի մասը: «Սև պանտերա», «Երկաթե մարդը», «Վրիժառուները» և «Աստղային պատերազմներ» ֆիլմերի ռեկվիզիտները օգտագործում են 3D տպագրություն, ինչը թույլ է տալիս դեկորատորներին հեշտությամբ և էժանորեն ստեղծել և վերստեղծել ռեկորդներ:
3D տպագրության պատմությունը (և ապագան)
1980-ականների սկզբին հայտնվեց 3D տպագրության տեխնոլոգիան, սակայն այն հայտնի էր որպես արագ նախատիպի տեխնոլոգիա կամ RP: 1980 թվականին ճապոնացի դոկտոր Կոդաման արտոնագրային հայտ ներկայացրեց RP տեխնոլոգիայի համար, բայց գործընթացը չավարտվեց:
1984-ին Չարլզ «Չակ» Հալը հորինեց մի գործընթաց, որը նա անվանեց ստերեոլիթոգրաֆիա, որն օգտագործում էր ուլտրամանուշակագույն լույսը նյութը ամրացնելու և շերտ առ շերտ 3D առարկա ստեղծելու համար: 1986 թվականին Հալը արտոնագիր է ստացել իր ստերեոլիթոգրաֆիայի ապարատի կամ SLA մեքենայի համար։
Chuck Hull-ը շարունակեց ստեղծել 3D Systems Corporation՝ աշխարհի ամենամեծ 3D տեխնոլոգիական ընկերություններից մեկը:
Եռաչափ տպագրության այլ գործընթացներ և տեխնոլոգիաներ մշակվում էին մոտավորապես նույն ժամանակ, և հետագա բարելավումները շարունակվեցին 1990-ականների և 2000-ականների սկզբի ընթացքում: Այնուամենայնիվ, 3D տպագրության տեխնոլոգիայի առաջնային ուշադրությունը նախատիպավորումն ու արդյունաբերական կիրառությունն էր:
3D տպագրության տեխնոլոգիան սկսեց ուշադրություն գրավել հիմնական լրատվամիջոցների կողմից 2000 թվականին, երբ ստեղծվեց առաջին 3D տպագրությամբ երիկամը, թեև 3D երիկամի հաջող փոխպատվաստումը տեղի ունեցավ մինչև 2013 թվականը: 2004 թվականին RepRap Project-ը սկսեց. 3D տպիչը տպում է մեկ այլ 3D տպիչ: Լրատվամիջոցների ավելի մեծ ուշադրություն գրավեց 2008 թվականին առաջին 3D տպագրված պրոթեզային վերջույթը:
Այլ եռաչափ առաջընթացներ արագ հետևեցին, ներառյալ 3D տպագրության տունը, որտեղ ընտանիքը տեղափոխվեց 2018 թվականին:
Այսօր 3D տպագրությունը վերաբերում է ոչ միայն նախատիպերին և արդյունաբերական արտադրությանը: Հոբբիստները, գիտնականները և նրանց միջև եղած բոլոր մարդիկ օգտագործում են 3D տպագրություն արտադրանքի արտադրության, սպառողական ապրանքների, բժշկական առաջընթացների, կրթական նյութերի և այլնի համար: Այն արագորեն ավելի օգտակար է դառնում ամենօրյա սպառողի համար:
Օսկար Ադելմանը, Remi-ի գործադիր տնօրենը, ասում է, որ այս գործընթացը դառնում է ավելի տարածված, օրինակ, ատամնաբուժական ոլորտում: 3D տպագրության ճշգրտությունը աներևակայելի տպավորիչ է և կարող է օգնել ատամնաբուժական հաճախորդներին խնայել արտադրանքի վրա մինչև 80 տոկոս՝ համեմատած ավանդական ատամնաբուժական գրասենյակի գնի հետ:
«Քանի որ տպագրական տեխնոլոգիան դառնում է ավելի արագ, էժան և ավելի սովորական, մենք կտեսնենք, որ այնպիսի արդյունաբերություններ, ինչպիսին է ատամնաբուժական հատվածը, ավելի մեծապես ապավինում են տեխնոլոգիային ամենօրյա պրոցեդուրաների համար», - ասում է նա:
4D տպագրությունը նույնպես ընթացքի մեջ է, ինչպես նաև տպագիր առարկաներով, որոնք ժամանակի ընթացքում կարող են ձևափոխվել:
Ինչպես են աշխատում 3D տպիչները
Գոյություն ունեն 3D տպագրության տեխնոլոգիաների մի քանի տեսակներ, ներառյալ Fused Deposition Modeling (FDM), որը նաև հայտնի է որպես Fused Filament Fabrication (FFF): FDM-ն ամենատարածված և տարածված մեթոդն է և օգտագործվում է մատչելի 3D տպիչների համար:
FDM տպագրության մեթոդը օգտագործում է պլաստմասե նյութի թել, մի փոքր նման է լարին: Թելքը գլանվածքից սնվում է տաքացվող գլխիկի մեջ, որը հալեցնում է պլաստիկը։ Գլուխը հալված պլաստմասսա է դուրս մղում մեքենայի մահճակալի վրա: Գլուխը շարժվում է անկողնու վրայով, 2D ձևով՝ նստելով նյութի առաջին շերտը։
Առաջին շերտը ավարտելուց հետո գլուխը վեր է տեղափոխվում առաջին շերտի հաստությամբ, և այն նստեցնում է հաջորդ շերտը վերևում: Մասը շերտ առ շերտ կառուցված է, ինչպես հացը կտոր-կտոր թխելը։
Հանրաճանաչ FDM 3D տպիչները ներառում են MakerBot և Ultimaker:
Օրինակ, թե ինչպես օգտագործել 3D տպիչ
Ահա մի հայացք, թե որքան պարզ 3D տպագրությունը կարող է աշխատել FDM տպիչի վրա:
-
Ներբեռնեք 3D մոդելը, որը ցանկանում եք տպել, կամ ինքներդ նախագծեք:
Գտեք ներբեռնվող մոդելներ Thingiverse-ում կամ GrabCAD-ում: Ինքներդ մոդել նախագծելու համար փորձեք SketchUp կամ Blender: Ինժեներական մասերի համար փորձեք CAD ծրագրակազմը, ինչպիսին է SolidWorks-ը:
- Եթե դա դեռ չի եղել, փոխարկեք մոդելը 3D տպագրության ձևաչափի, օրինակ՝ STL ֆայլի:
-
Ներմուծեք մոդելը կտրող ծրագրերի մեջ, ինչպիսիք են MakerWare, Cura կամ Simplify 3D:
MakerWare-ն աշխատում է MakerBot 3D տպիչների հետ: Cura-ն և Simplify 3D-ը արտադրում են G-կոդ, որն աշխատում է 3D տպիչների մեծ մասի հետ:
-
Կարգավորեք կառուցվածքը կտրատման ծրագրաշարում: Որոշեք, թե ինչպես կողմնորոշել մոդելը 3D տպիչի վրա: FDM-ի համար նվազագույնի հասցրեք 45 աստիճանից ավելի թեք ելուստները, քանի որ դրանք պահանջում են օժանդակ կառույցներ:
Կողմնորոշումը որոշելիս հաշվի առեք, թե ինչպես է բեռնվելու մոդելը, որպեսզի շերտերը հեշտությամբ չբաժանվեն:
Image Ժամանակն ու նյութերը խնայելու համար մոդելները հիմնականում ամուր չեն: Նշեք լրացման տոկոսը (սովորաբար 10-ից 35 տոկոս), պարագծային շերտերի քանակը (սովորաբար 1 կամ 2) և ստորին և վերին շերտերի քանակը (սովորաբար 2-ից 4): Կան նաև այլ բաներ, որոնք պետք է հաշվի առնել 3D տպագրության համար մոդել պատրաստելիս:
- Արտահանել ծրագիրը, որը սովորաբար G-code ֆայլ է: Կտրման ծրագիրը փոխակերպում է ձեր նշած մոդելը և կառուցվածքի կոնֆիգուրացիան հրահանգների մի շարքի: 3D տպիչը հետևում է դրան՝ մասը կառուցելու համար:
- Տեղափոխեք ծրագիրը 3D տպիչին՝ օգտագործելով SD քարտ, USB կամ Wi-Fi:
-
Տպեք մոդելը 3D տպիչի վրա:
Image - Երբ 3D տպիչն ավարտում է մոդելի կառուցումը, հեռացրեք այն և, հնարավոր է, նաև մաքրեք այն: Կտրեք բոլոր օժանդակ կառույցները և մնացած կտորները քսեք նուրբ հղկաթուղթով:
Եռաչափ տպագրության մեքենաների այլ տեսակներ
Բացի FDM տպիչներից, 3D տպագրության մեթոդները ներառում են նաև ստերեոլիթոգրաֆիա (SLA), թվային լույսի մշակում (DLP), ընտրովի լազերային սինթրինգ (SLS), ընտրովի լազերային հալում (SLM), լամինացված օբյեկտների արտադրություն (LOM) և թվային: Ճառագայթների հալում (EBM).
SLA-ն 3D տպագրության ամենահին տեխնոլոգիան է և դեռ կիրառվում է այսօր: DLP-ն օգտագործում է լուսավորություն, ինչպես նաև պոլիմերներ, մինչդեռ SLS-ն օգտագործում է լազեր՝ որպես էներգիայի աղբյուր՝ ուժեղ 3D տպագրված առարկաներ ստեղծելու համար: SLM-ը, LOM-ը և EBM-ը հիմնականում անհաջողության են մատնվել:
3D տպագրության ապագան
Արդյո՞ք 3D տպագրությունը կհանգեցնի պահանջարկի, հարմարեցված ապրանքների ապագայի, որոնք անմիջապես պատրաստված կլինեն մեր ճշգրիտ բնութագրերին համապատասխան: Թեև դա մնում է անհասկանալի, 3D տպագրության տեխնոլոգիան արագորեն զարգանում է և օգտագործվում շատ ոլորտներում:
3D տպագրությունը տների, մարմնի օրգանների, ինչպիսիք են երիկամներն ու վերջույթները, և այլ առաջընթացները կարող են բարելավել անասելի մարդկանց կյանքը ամբողջ աշխարհում:
