3D technologie

Jak přesně 3D tisk funguje?

Jak přesně 3D tisk funguje?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

3D tisk je vysoce univerzální způsob výroby a rychlých prototypů. Během posledních několika desetiletí se rozvíjí v mnoha průmyslových odvětvích po celém světě.

3D tisk je součástí rodiny výrobní technologie zvané aditivní výroba. To popisuje vytvoření objektu přidáním materiálu do vrstvy objektu po vrstvě. Během své historie prošla aditivní výroba různými jmény, včetně stereolitografie, 3D vrstvení a 3D tisku, ale 3D tisk je nejznámější.

Jak tedy 3D tiskárny fungují?

SOUVISEJÍCÍ: ZAČNĚTE VLASTNÍ PODNIKÁNÍ 3D TISKU: 11 ZAUJÍMAVÝCH PŘÍPADŮ SPOLEČNOSTÍ VYUŽÍVEJÍCÍCH 3D TISK

Jak funguje 3D tiskárna?

Proces 3D tisku začíná vytvořením grafického modelu objektu, který má být vytištěn. Obvykle jsou navrženy pomocí softwarových balíčků Computer-Aided Design (CAD), což může být nejnáročnější součástí procesu. Mezi programy používané k tomuto účelu patří TinkerCAD, Fusion360 a Sketchup.

U složitých produktů jsou tyto modely často důkladně testovány v simulaci případných vad konečného produktu. Samozřejmě, pokud je předmět, který má být vytištěn, čistě dekorativní, je to méně důležité.

Jednou z hlavních výhod 3D tisku je, že umožňuje rychlé prototypování téměř čehokoli. Jediným skutečným omezením je vaše představivost.

Ve skutečnosti existují některé objekty, které jsou jednoduše příliš složité na to, aby je bylo možné vytvořit v tradičnějších výrobních nebo prototypových procesech, jako je CNC frézování nebo formování. Je také mnohem levnější než mnoho jiných tradičních výrobních metod.

Po návrhu je další fází digitální krájení modelu, aby se dostal k tisku. Toto je zásadní krok, protože 3D tiskárna nemůže konceptualizovat 3D model stejným způsobem jako vy nebo já. Proces krájení rozdělí model na mnoho vrstev. Návrh každé vrstvy se poté odešle do hlavy tiskárny, aby se vytiskla nebo položila v daném pořadí.

Proces krájení je obvykle dokončen pomocí speciálního krájecího programu, jako je CraftWare nebo Astroprint. Tento software pro krájení také zvládne „výplň“ modelu vytvořením mřížkové struktury uvnitř objemového modelu, aby byla v případě potřeby zajištěna další stabilita.

To je také oblast, kde vynikají 3D tiskárny. Jsou schopni tisknout velmi silné materiály s velmi nízkou hustotou prostřednictvím strategického přidávání vzduchových kapes do finálního produktu.

Software pro krájení také v případě potřeby přidá sloupce podpory. Ty jsou nutné, protože plast nelze pokládat na tenký vzduch a sloupy pomáhají tiskárně překlenout mezery. Tyto sloupce jsou poté v případě potřeby později odstraněny.

Jakmile krájecí program zvládne své kouzlo, data se poté odešlou do tiskárny pro závěrečnou fázi.

Odtud převezme samotnou 3D tiskárnu. Začne tisknout model podle konkrétních pokynů průřezového programu pomocí různých metod, v závislosti na typu použité tiskárny. Například přímý 3D tisk využívá technologii podobnou inkoustové technologii, při které se trysky pohybují tam a zpět a nahoru a dolů, přičemž dávkují silné vosky nebo plastové polymery, které tuhnou a vytvářejí každý nový průřez 3D objektu. Víceproudové modelování využívá desítky trysek pracujících současně pro rychlejší modelování.

Při 3D tisku na pojiva používají inkoustové trysky jemný suchý prášek a tekuté lepidlo nebo pojivo, které se spojují a tvoří každou potištěnou vrstvu. Tiskařské pořadače provedou dva průchody k vytvoření každé vrstvy. První průchod nanáší tenkou vrstvu prášku a druhý průchod používá trysky k nanášení pojiva.

Při fotopolymerizaci jsou kapky kapalného plastu vystaveny laserovému paprsku ultrafialového světla, které přeměňuje kapalinu na pevnou látku.

Sintrování je další technologie 3D tisku, která zahrnuje tavení a fúzi částic k tisku každé následující vrstvy. Související selektivní laserové slinování se spoléhá na laser, který roztaví nehořlavý plastový prášek, který poté ztuhne a vytvoří potištěnou vrstvu. Slinování lze také použít k výrobě kovových předmětů.

Proces 3D může trvat hodiny nebo dokonce dny, v závislosti na velikosti a složitosti projektu.

„V průmyslu existují špetky rychlejších technologií, jako je například Carbon M1, který využívá lasery vystřelené do lože kapaliny a vytáhne z nich tisk, což výrazně urychluje proces. Ale těchto druhů tiskáren je mnohokrát více komplikované, mnohem dražší a zatím funguje pouze s plastem. “ - howtogeek.com.

Bez ohledu na to, jaký typ 3D tiskárny se používá, je celkový proces tisku obvykle stejný.

  • Krok 1: Vytvořte 3D model pomocí CAD softwaru.
  • Krok 2: CAD výkres je převeden do standardního formátu jazyka teselace (STL). Většina 3D tiskáren používá kromě jiných typů souborů, jako je ZPR a ObjDF, také soubory STL.
  • Krok 3: Soubor STL je přenesen do počítače, který ovládá 3D tiskárnu. Tam uživatel určí velikost a orientaci pro tisk.
  • Krok 4: Samotná 3D tiskárna je nastavena. Každý stroj má své vlastní požadavky na nastavení, jako je doplňování polymerů, pojiv a dalšího spotřebního materiálu, který tiskárna použije.
  • Krok 5: Spusťte stroj a počkejte na dokončení sestavení. Během této doby by měl být stroj pravidelně kontrolován, aby nedošlo k chybám.
  • Krok 6: Vytištěný objekt je ze stroje odstraněn.
  • Krok 7: Posledním krokem je následné zpracování. Mnoho 3D tiskáren vyžaduje určitý typ následného zpracování, jako je kartáčování veškerého zbývajícího prášku nebo mytí tištěného předmětu, aby se odstranily ve vodě rozpustné podpěry. Možná bude nutné nový objekt vytvrzovat.

Co může 3D tiskárna vyrobit?

Jak jsme již viděli, 3D tiskárny jsou neuvěřitelně všestranné. Teoreticky mohou vytvořit téměř vše, na co si vzpomenete.

Jsou však omezeni druhy materiálů, které mohou použít pro „inkoust“, a svou velikostí. U velmi velkých předmětů, řekněme v domě, budete muset tisknout jednotlivé kusy - nebo použít velmi velkou 3D tiskárnu

3D tiskárny jsou schopny tisknout do plastových, betonových, kovových a dokonce i zvířecích buněk. Většina tiskáren však bude navržena tak, aby používala pouze jeden typ materiálu.

Mezi zajímavé příklady 3D vytištěných objektů patří mimo jiné: -

  • Protetické končetiny a další části těla
  • Domy a jiné budovy
  • Jídlo
  • Lék
  • Střelné zbraně
  • Tekuté struktury
  • Skleněné výrobky
  • Akrylové předměty
  • Filmové rekvizity
  • Hudební nástroje
  • Oblečení
  • Lékařské modely a zařízení

3D tisk má jednoznačně uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích.

Jaké jsou některé typy softwaru pro 3D tisk?

Různý CAD software bude používat různé formáty souborů, ale některé z nejběžnějších jsou:

  • STL - Standardní jazyk teselace nebo STL je formát 3D vykreslování, který obvykle zvládne pouze jednu barvu. Toto je obvykle formát souboru, který většina stolních 3D tiskáren používá.
  • VRML - Virtual Reality Modeling Language, soubor VRML je novější formát souboru. Obvykle se používají pro tiskárny s více než jedním extruderem a mohou zpracovávat vytváření vícebarevných modelů.
  • AMF - Formát souboru aditivní výroby, to je otevřený standard založený na XML pro 3D tisk. Může také podporovat více barev.
  • GCode - GCode je další formát souboru, který může obsahovat podrobné pokyny pro 3D tiskárnu, které je třeba dodržovat při pokládání každého řezu.
  • Jiné formáty - Ostatní výrobci 3D tiskáren mají také vlastní proprietární formáty souborů.

Jaké jsou výhody 3D tisku?

Jak jsme se již zmínili výše, 3D tisk může mít oproti tradičním výrobním procesům, jako je vstřikování nebo CNC frézování, různé výhody.

3D tisk je spíše aditivní proces než subtraktivní jako CNC frézování. 3D tisk staví věci vrstvu po vrstvě, zatímco později postupně odstraňuje materiál z pevného bloku a vytváří produkt. To znamená, že v některých případech může být 3D tisk efektivnější z hlediska zdrojů než CNC.

Další příklad tradičních výrobních procesů, vstřikování, je skvělý pro výrobu spousty předmětů ve velkých objemech. I když jej lze použít k vytváření prototypů, vstřikování je nejvhodnější pro masovou výrobu ve velkém měřítku se schváleným designem produktu. 3D tisk je však vhodnější pro malé, omezené výrobní série nebo prototypy.

V závislosti na použití existují další výhody 3D tisku oproti jiným výrobním procesům. Patří mezi ně mimo jiné:

  • Rychlejší výroba - Přestože je 3D tisk občas pomalý, může být rychlejší než některé běžné procesy, jako je vstřikování do formy a subtraktivní výroba.
  • Jednoduše přístupný - 3D tisk existuje již několik desetiletí a exploduje zhruba od roku 2010. Nyní je k dispozici široká škála tiskáren a softwarových balíčků (mnoho z nich je open-source), díky nimž se téměř každý naučí, jak to udělat.
  • Lepší kvalita výrobků - 3D tisk produkuje konzistentní kvalitu produktu. Pokud je model přesný a vhodný pro daný účel a používá se stejný typ tiskárny, bude konečný produkt obvykle vždy stejné kvality.
  • Skvělé pro design a testování produktů - 3D tisk je jedním z nejlepších nástrojů pro návrh a testování produktů. Nabízí příležitosti navrhovat a testovat modely, které umožňují snadné zdokonalování.
  • Nákladově efektivní - Jak jsme viděli, 3D tisk může být nákladově efektivním výrobním prostředkem. Jakmile je model vytvořen, proces je obvykle automatizovaný a odpad surovin má tendenci být omezen.
  • Designy produktů jsou téměř nekonečné - Možnosti 3D tisku jsou téměř neomezené. Dokud to může být navrženo v CAD a tiskárna je dostatečně velká na to, aby ji vytiskla, obloha je limit.
  • 3D tiskárny mohou tisknout pomocí různých materiálů - Některé 3D tiskárny mohou ve skutečnosti kombinovat nebo přepínat mezi materiály. V tradičním tisku to může být obtížné a nákladné.


Podívejte se na video: 3D vytisknuté blbosti pro vylepšení bytu (Leden 2023).