3D-modellering är en mycket populär, utvecklande och multitasking-riktning i datorbranschen idag. Skapandet av virtuella modeller av något har blivit en integrerad del av modern produktion.
Modern teknik står inte stilla och nya artiklar uppfinns varje dag inom olika vetenskapsområden. En sådan kunskap är en 3D-skrivare. Uppfinningen av denna enhet gör det möjligt att skapa unika 3D-modeller, vars användning är möjlig i alla branscher, från konstruktion till medicin.
3D-skrivarens historia och vad är det?
Faktum är att industriella 3D-skrivare dök upp för länge sedan, men deras existens var inte så annonserad för allmänheten. Den första 3D-modellen dök upp 1985. Skrivaren var lite funktionell och tryckt i svartvitt. Redan 1988 började produktionen av färgmodeller. För närvarande finns det ett stort antal modeller som arbetar på ett brett utbud av material. Redan 2000 kunde 3D-skrivare bara fungera med ABC-plast. Och idag har materialutbudet expanderat till flera hundra material. Dessa inkluderar: akryl, betong, hydrogel, papper, gips, is, etc.
Redan 2005 uppstod en skrivarmodell som gjorde det möjligt att skapa färgmodeller. Den här enheten kan skriva ut de flesta av modellens komponenter. 2014 uppträdde den första skrivaren med ett stort utskriftsområde. Denna utveckling gör det möjligt att skapa modeller av obegränsad storlek. Det har redan gjorts ett försök att trycka ett betonghus i full storlek.
Det tog inte mer än en dag att bygga upp en sådan struktur. Redan 2016 presenterades den första 3D-tryckta byggnaden i Dubai. I februari 2017 avslöjade Ryssland också ett hus tryckt helt på byggarbetsplatsen. I år utvecklades också en sexaxlig skrivare, med vilken komplexa element blir mycket lättare att skriva ut utan att behöva stödja strukturer. För närvarande är utvecklingen av skrivare som kan skriva ut mänskliga organ, proteser, implantat, bilkarosser och till och med mat i full gång.
Så vad är en 3D-skrivare och vilka funktioner utför den?
En 3D-skrivare är en speciell enhet för att skapa tredimensionella modeller. Med den här maskinen kan du skapa tredimensionella modeller i olika storlekar. På grund av informationen i tredimensionell form har alla objekt som erhållits verkliga fysiska parametrar.
Hur fungerar en 3D-skrivare och hur skapas riktiga 3D-modeller?
Om vi beskriver arbetet med en 3D-skrivare i allmänna termer finns det flera huvudfaser i dess arbete:
- Skapande av en 3D-modell i ett grafikprogram. I detta skede skapas modellen på datorn med hjälp av speciella virtuella mallar.
- Dela upp modellen i lager.
- Nästa steg är relaterat till själva skrivarens funktion. Det bildar en massa av ett speciellt pulver lager för lager, som används för vidare bildning av modellen. En speciell kammare skapas som är fylld med plastmaterial.
- Efter varje lager smörjs materialet med ett limskikt, vilket ger framtida modellstyrka.
Typer av 3D-modellering
Inom detta område utvecklas modern teknik i flera riktningar:
- stereolitografiska tekniker, som förkortas som STL. Ett filformat som ofta används för att lagra tredimensionella modeller av objekt för användning i tillsatsteknik.
- användningsmetoder för termoplast - FDM. Modellering av modeller med materiallager-för-lager-deponering.
- lasersintring - SLS. Teknik (SLS) innebär användning av en eller flera lasrar (vanligtvis koldioxid) för att sintra partiklar av ett pulverformigt material för att bilda ett tredimensionellt fysiskt objekt.
Idag är metoden för lager-för-lager-deponering den mest populära och allmänt använda i branschen.
De viktigaste fördelarna med denna metod är:
- användning av högkvalitativa och billiga material;
- enkel användningsteknik;
- miljövänlighet hos de använda materialen.
Laser stereolitografi
Denna typ av 3D-modellering används ofta i tandproteser. Ett utmärkande inslag i denna typ av utskrift är produktionen av högkvalitativa föremål. Sådana resultat uppnås tack vare användningen av utrustning som fungerar i ett dimensionellt rutnät, som beräknas i mikronenheter.
Hur fungerar sådan utrustning?
Den funktionella delen av sådan utrustning är baserad på LED-ultravioletta projektorer. Inuti dessa 3D-skrivare finns känsliga speglar som ger exakt avböjning av strålarna. på grund av detta sker inte sekventiell, utan fullständig exponering av konturskikten.
Lasersintring
Lasersintring, eller SLS-teknik, är en annan typ av lasermodellering. För drift använder sådana enheter lågsmältande plast. Grunden för den unika utvecklingen är en kraftfull laser som spårar konturerna på en plastbas och smälter samman materialet. Processen upprepas tills en komplett modell erhålls. en signifikant nackdel med lasersintring är porositeten hos de resulterande modellerna. detta påverkar dock inte styrkan på något sätt. man tror att modellerna som erhålls med denna metod är de mest hållbara. Installationen för lasersintring har en ganska hög kostnad, och processen att forma själva modellen tar lång tid.
Vilka material används för att skapa 3D-modeller?
Som redan nämnts är det huvudsakliga materialet som används i 3D-skrivare termoplast. Den finns i två format: ABS och PLA. Dessutom har sådana material som nylon, polyeten, polykarbonat och andra typer av material som används inom industrin blivit utbredda.
Många 3D-skrivare involverar blandning av flera typer av material och kombinerar deras fysiska och kemiska egenskaper.
Installationer som använder metaller för sitt arbete är mer komplexa i sin struktur. Skillnaden i teknik beror på skrivhuvudets funktioner, som fungerar på grundval av ett datorprogram. Med sin hjälp appliceras en limande limmassa på de platser där datorprogrammet pekar. Därefter applicerar huvudet ett tunt lager metallpulver på hela arbetsområdet. Det vill säga, metallen smälter inte, som det är fallet med plast, utan appliceras och limmas ihop i lager i form av de minsta partiklarna.
Intressanta fakta om 3D-skrivare
- 3D-utskrift används inte bara inom industrin, det används ofta inom medicin, matlagning och till och med utrymme.
- Varje år blir priset för 3D-skrivare lägre och billigare. Snart kommer denna teknik att finnas tillgänglig för nästan alla.
- Den första 3D-modellen skapades 1984. Det erhölls av Chuck Hill som ett resultat av stereolitografi.
- För inte så länge sedan skapades konstgjorda organ med en 3D-skrivare. Öronproteser var de första modellerna.
- Inom en snar framtid kommer forskare att skriva ut den första mänskliga modellen.
- 3D-modellering hjälper till att minska produktionskostnaderna, så fabriksproduktionen blir snart olönsam.
- 3D-teknik har använts i film under mycket lång tid för att skapa realistiska modeller.
- Forskare föreslår att med hjälp av 3D-modellering kan robotar skapas som istället för människor utforskar rymden.
- 3D-modeller av klänningar har redan visats för världen. Model Dita Von Teese blev den första stjärnan som hade på sig en 3D-tryckt klänning.
