Врвен водич за 3D принтери

3D принтери

Производството на адитиви има сè повеќе полиња на примена, како во секторот за одмор, така и во индустријата и технологијата. 3D печатачите дојдоа да го револуционизираат начинот на печатење и тие градат нови структури, кои може да се движат од мали предмети до живо ткиво, па дури и куќи, или аеродинамични делови за моторспорт.

До пред неколку години, 2D печатењето беше предмет на научна фантастика. Многумина сонуваа да можат да печатат предмети наместо слики или текст на едноставна XNUMXD хартија. Сега технологијата е толку зрела што ги има безброј технологии, брендови, модели, итн. Во овој водич можете да дознаете многу повеќе за овие чудни печатачи.

Индекс

Што е воксел?

воксел

Ако сè уште не сте запознаени со вокселот, важно е да разберете што е тоа, бидејќи во 3D печатењето тоа е важно. Тоа е кратенка од англискиот „волуметриски пиксел“, кубна единица што сочинува тродимензионален објект.

Исто така, постојат и други единици како што се Текселот (текстурен елемент или пиксел на текстура), што е минимална единица на текстура применета на површина во компјутерската графика или тиксел (тактилен пиксел), што е неологизам што се однесува на тип на хаптична технологија за екрани на допир, овозможувајќи да се симулира допир на различни текстури.

Со други зборови, тоа би било 2D еквивалент на пиксел. И, како што можете да видите на сликата погоре, ако тој 3D модел е поделен на коцки, секој од нив би бил воксел. Важно е да се одреди што е тоа, бидејќи некои напредни 3D печатачи овозможуваат контрола на секој воксел за време на печатењето за да се постигнат подобри резултати.

Што е 3Д печатач

3D печатач

3D печатач е машина способна да печати предмети со волумен од компјутерски дизајн. Тоа е, како конвенционален печатач, но наместо да печати на рамна површина и во 2D, тоа го прави со три димензии (ширина, должина и висина)). Дизајните од кои може да се постигнат овие резултати може да потекнуваат од 3D или CAD модел, па дури и од вистински физички објект што е XNUMXD скенирање.

И тие можат печатете секакви работи, од предмети едноставни како шолја кафе, до многу посложени како живи ткива, куќи итн. Со други зборови, сонот на многумина кои сакаа нивните печатени цртежи да оживеат од хартија е тука, и тие се доволно евтини за да се користат надвор од индустријата, но и дома.

Историја на 3D печатење

Историјата на 3D печатењето изгледа многу неодамнешна, но вистината е дека таа мора да се врати неколку децении наназад. Сè произлегува од инк-џет печатач од 1976 година, од каде што е постигнат напредок за замена на мастилото за печатење со материјали за генерирање на објекти со волумен, преземање важни чекори и означување пресвртници во развојот на оваа технологија до сегашните машини:

  • Во 1981 година беше патентиран првиот уред за 3D печатење. успеа Д-р Хидео Кодама, на Општинскиот индустриски истражувачки институт Нагоја (Јапонија). Идејата беше да се користат 2 различни методи што ги измислил за производство на адитиви со помош на фотоосетлива смола, слично на тоа како се прават чиповите. Сепак, неговиот проект ќе биде напуштен поради недостаток на интерес и финансирање.
  • Во истата таа деценија, француските инженери Ален Ле Мехауте, Оливие де Вит и Жан-Клод Андре, почна да ја истражува технологијата на производство со зацврстување на фотосензитивни смоли со УВ стврднување. CNRS нема да го одобри проектот поради недостаток на области за апликација. И, иако поднеле барање за патент во 1984 година, тој на крајот ќе биде напуштен.
  • Чарлс ХулВо 1984 година, тој беше ко-основач на компанијата 3D Systems, измислувајќи стереолитографија (SLA). Тоа е процес со кој 3D објект може да се испечати од дигитален модел.
  • La прва 3D машина од типот SLA Почна да се продава во 1992 година, но неговите цени беа доста високи и сè уште беше многу основна опрема.
  • Во 1999 година беше означена уште една голема пресвртница, овој пат се однесува на биопечатење, можејќи да генерира човечки орган во лабораторија, поточно мочен меур користејќи синтетичка обвивка со самите матични клетки. Оваа пресвртница потекнува од Институтот за регенеративна медицина Вејк Форест, отворајќи ги вратите за производство на органи за трансплантација.
  • El 3Д печатениот бубрег ќе пристигне во 2002 година. Тоа беше целосно функционален модел со можност за филтрирање на крв и производство на урина кај животно. Овој развој, исто така, беше создаден во истиот институт.
  • Адријан Бауер ја основа RepRap на Универзитетот во Бат во 2005 година. Тоа е иницијатива со отворен код за изградба на евтини 3D печатачи кои се самореплицираат, односно можат да печатат свои делови и да користат потрошен материјал како што се 3D филаменти.
  • Една година подоцна, во 2006 година, пристигнува SLS технологијата и можност за масовно производство благодарение на ласерот. Со него се отвораат вратите за индустриска употреба.
  • 2008 година ќе биде година на првиот печатач со способност за самореплицирање. Тоа беше Дарвин на RepRap. Истата година започнаа и услугите за заедничко креирање, веб-локации каде заедниците можеа да ги споделат своите 3Д дизајни за другите да можат да ги испечатат на свои 3D печатачи.
  • Постигнат е значителен напредок и во Дозвола за 3D протетика. 2008 година ќе биде година кога првиот човек ќе може да оди благодарение на испечатената протетска нога.
  • 2009 година е година на Makerbot и комплети на 3Д принтери, така што многу корисници би можеле да ги купат евтино и сами да изградат свој печатач. Тоа е, ориентирана кон креаторите и DIY. Истата година, д-р Габор Форгакс прави уште еден голем чекор во биопечатењето, со тоа што може да создаде крвни садови.
  • El првиот печатен авион во 3D ќе пристигне во 2011 година, создадена од инженери од Универзитетот во Саутемптон. Тоа беше дизајн без екипаж, но можеше да биде произведен за само 7 дена и со буџет од 7000 евра. Ова ја отвори забраната за производство на многу други производи. Всушност, истата година ќе пристигне првиот печатен прототип на автомобил, Kor Ecologic Urbee, со цени меѓу 12.000 и 60.000 евра.
  • Во исто време, печатењето започна со користење благородни материјали како што се сребро и 14 картони злато, со што се отвора нов пазар за накитувачите, можејќи да создаваат поевтини парчиња користејќи прецизен материјал.
  • Во 2012 година ќе пристигне првиот имплант на протетска вилица 3Д печатено благодарение на група белгиски и холандски истражувачи.
  • И во моментов пазарот не престанува да наоѓа нови апликации, подобрување на нивните перформанси, и да продолжи да се шири по бизниси и домови.

Во моментов, ако се прашувате колку чини 3Д принтер, може да се движи од нешто повеќе од 100 евра или 200 евра во случај на најевтиниот и најмалиот, до 1000 евра или повеќе во случајот со најнапредните и поголемите, па дури и некои што чинат илјадници евра за секторот индустриски.

Што е производство на адитиви или АМ

производство на адитиви, 3Д печатење

3D печатењето не е ништо повеќе од производство на адитиви, односно производствен процес кој, со цел да се создадат 3Д модели, се преклопуваат слоеви на материјал. Сосема спротивно од субтрактивното производство, кое се заснова на почетен блок (лист, ингот, блок, шипка,...) од кој материјалот постепено се отстранува додека не се постигне финалниот производ. На пример, како субтрактивно производство имате парче издлабено на струг, кое започнува со блок од дрво.

Благодарение на ова револуционерен метод можете да добиете евтино производство на предмети дома, модели за инженери и архитекти, да добиете прототипови за тестирање итн. Покрај тоа, ова производство на адитиви овозможи да се создадат делови кои претходно беа невозможни со други методи како што се калапи, истиснување итн.

Што е биопечатење

биопечатење

Bioprinting е посебен вид на производство на адитиви, исто така создаден со 3D печатачи, но чии резултати се многу различни од инертни материјали. мај направи живи ткива и органи, од човечка кожа до витален орган. Тие исто така можат да произведуваат биокомпатибилни материјали, како што се оние за протези или импланти.

Ова може да се постигне од два методи:

  • Од композити се гради структура, еден вид потпора или скеле биокомпатибилни полимери дека тие не се отфрлени од телото и дека клетките ќе ги прифатат. Овие структури се воведуваат во биореактор за да можат да бидат населени со клетки и штом ќе се вметнат во телото, тие постепено ќе отворат пат за клетките на организмот домаќин.
  • Тоа е впечаток на органи или ткива слој по слој, но наместо да се користат материјали како пластика или други, живи клеточни култури и метод на прицврстување наречен биопапер (биоразградлив материјал) во облик.

Како функционираат 3Д печатачите

производство на адитиви, како функционираат 3d печатачите

El како функционира 3Д печатачот Многу е поедноставно отколку што може да изгледа:

  1. Можете да почнете од нула со софтвер до 3Д моделирање или CAD дизајн за да го генерирате саканиот модел или да преземете датотека што е веќе креирана, па дури и да користите 3D скенер за да го добиете 3D моделот од вистински физички објект.
  2. Сега го имате 3D модел зачуван во дигитална датотека, односно од дигитални информации со димензиите и облиците на објектот.
  3. Следното е режење, процес во кој 3D моделот се „сече“ на стотици или илјадници слоеви или парчиња. Односно, како да го исечете моделот со софтвер.
  4. Кога корисникот ќе кликне на копчето за печатење, 3D печатачот поврзан со компјутерот преку USB-кабел или мрежа, или датотеката предадена на SD-картичка или драјв за пенкало, ќе биде интерпретирано од процесорот на печатачот.
  5. Оттаму, печатачот ќе оди контролирање на моторите да ја помести главата и на тој начин да генерира слој по слој додека не се постигне конечниот модел. Слично на конвенционалниот печатач, но обемот ќе расте слој по слој.
  6. Начинот на кој тие слоеви се генерираат може да се разликуваат во зависност од технологијата кои имаат 3Д принтери. На пример, тие можат да бидат со истиснување или со смола.

3D дизајн и 3D печатење

3D дизајн, 3d моделирање

Откако ќе знаете што е 3Д печатач и како функционира, следното нешто е го знаат потребниот софтвер или алатки за печатење. Нешто суштинско ако сакате да преминете од скица или идеја до вистински 3D објект.

Треба да знаете дека постојат неколку основни типови на софтвер за 3D печатачи:

  • Од една страна се програмите на 3D моделирање или 3D CAD дизајн со кој корисникот може да ги креира дизајните од нула или да ги менува.
  • Од друга страна постои т.н софтвер за сечење, кој го претвора 3D моделот во специфични инструкции кои треба да се испечатат на 3D печатачот.
  • Исто така постои и софтвер за модификација на решетката. Овие програми, како што е MeshLab, се користат за менување на мрежите на 3D моделите кога предизвикуваат проблеми при нивното печатење, бидејќи другите програми можеби нема да го земат предвид начинот на работа на 3D печатачите.

Софтвер за 3D печатачи

Еве некои од најдобар софтвер за 3Д печатење, и платено и бесплатно, за 3Д моделирање y Дизајн на CAD, како и бесплатен или софтвер со отворен код:

Скица

скица

Создадени се Google и Last Software SketchUp, иако конечно премина во рацете на компанијата Trimble. Тој е комерцијален и бесплатен софтвер (со различни типови на планови за плаќање) и исто така со можност за избор помеѓу користење на работната површина на Windows или на веб (било кој оперативен систем со компатибилен веб-прелистувач).

Оваа програма на графички дизајн и 3D моделирање е еден од најдобрите. Со него можете да креирате секакви структури, иако е специјално дизајниран за архитектонски дизајни, индустриски дизајн итн.

Превземи

Ултимајкер Кура

крајниот лек

Ultimaker создаде Cura, апликација специјално дизајнирана за 3D принтери со кои параметрите за печатење може да се модифицираат и трансформираат во код G. Ја креирал Дејвид Раан додека работел во оваа компанија, иако за полесно одржување би ја отворил нејзината шифра под лиценцата LGPLv3. Сега е со отворен код, што овозможува поголема компатибилност со CAD софтвер од трета страна.

Во денешно време тој е толку популарен што е а од најкористените во светот, со повеќе од 1 милион корисници од различни сектори.

Превземи

прусаличар

PrusaSlicer

Компанијата Prusa исто така сакаше да создаде сопствен софтвер. Тоа е алатката со отворен код наречена PrusaSlicer. Оваа апликација е многу богата во однос на функциите и карактеристиките и има прилично активен развој.

Со оваа програма ќе можете да извезувате 3D модели во природни датотеки на кои може да се приспособат оригиналните печатачи Prusa.

Превземи

создавач на идеи

создавач на идеи

Оваа друга програма е бесплатна и може да се инсталира на двете Microsoft Windows, macOS и на GNU/Linux. Idemaker е специјално дизајниран за производите Raise3D, а тоа е уште еден сечач со кој можете да управувате со вашите прототипови за печатење на агилен начин.

Превземи

freecad

FreeCAD

На FreeCAD му треба малку вовед, тој е проект со отворен код и потполно бесплатен за дизајн 3Д CAD. Со него можете да креирате кој било модел, како што би правеле во Autodesk AutoCAD, платена верзија и комерцијален код.

Едноставен е за користење, со интуитивен интерфејс и богат со алатки за работа. Затоа е еден од најкористените. Се базира на OpenCASCADE и е напишано во C++ и Python, под лиценцата GNU GPL.

Превземи

Блендер

Блендер

Уште едно големо познанство во светот на слободниот софтвер. Овој одличен софтвер го користат дури и многу професионалци, со оглед на моќ и резултати нуди. Достапно на повеќе платформи, како што се Windows и Linux, и под лиценцата GPL.

Но, најважното нешто за овој софтвер е тоа што не служи само за осветлување, рендерирање, анимација и креирање на тридимензионална графика за анимирани видеа, видео игри, слики итн., но можете да го користите и за 3D моделирање и да креирате што ви треба за печатење.

Превземи

Autodesk AutoCAD

AutoCAD

Тоа е платформа слична на FreeCAD, но е комерцијален и платен софтвер. Вашите лиценци имаат а висока цена, но е една од најкористените програми на професионално ниво. Со овој софтвер ќе можете да креирате и 2D и 3D CAD дизајни, додавајќи мобилност, бројни текстури на материјалите итн.

Достапен е за Microsoft Windows, а една од неговите предности е компатибилноста со DWF датотеки, кои се едни од најраспространетите и развиени од самата компанија Autodesk.

Превземи

Автоматска фузија 360

Autodesk Fusion

Автоматска фузија 360 Има многу сличности со AutoCAD, но е базиран на облак платформа, така што можете да работите од каде сакате и секогаш да ја имате најнапредната верзија на овој софтвер. Во овој случај, ќе треба да платите и претплати, кои исто така не се баш евтини.

Превземи

Тинкеркад

TinkerCad

TinkerCAD е уште една програма за 3D моделирање која може да се користи онлајн, од веб-прелистувач, што во голема мера ги отвора можностите за негово користење од каде и да ви треба. Од 2011 година тој добива корисници и стана многу популарна платформа меѓу корисниците на 3D печатачи, па дури и во образовните центри, бидејќи нејзината крива на учење е многу полесна од онаа на Autodesk.

Превземи

Мешлаб

MeshLab

Достапен е за Linux, Windows и macOS и е потполно бесплатен и со отворен код. MeshLab е софтверски систем за обработка на 3D мрежа. Целта на овој софтвер е да управува со овие структури за уредување, поправка, проверка, рендерирање итн.

Превземи

SolidWorks

SolidWorks

Европската компанија Dassault Systèmes, од нејзината подружница SolidWorks Corp., разви еден од најдобрите и најпрофесионалните CAD софтвери за 2D и 3D моделирање. SolidWorks можеби е алтернатива на Autodesk AutoCAD, но тоа е специјално дизајниран за моделирање на механички системи. Не е бесплатен, ниту пак е со отворен код и е достапен за Windows.

Превземи

Creo

ПТЦ верувам

Конечно, Creo е уште еден од најдобрите CAD/CAM/CAE софтвер за 3Д принтери можете да најдете. Тоа е софтвер создаден од PTC и кој ви овозможува да дизајнирате мноштво висококвалитетни производи, брзо и со малку работа. Сето тоа благодарение на неговиот интуитивен интерфејс дизајниран да ја подобри употребливоста и продуктивноста. Можете да развиете делови за производство на адитиви и одземање, како и за симулација, генеративен дизајн итн. Се плаќа, затворен код и само за Windows.

Превземи

печатење 3D

Печати 3D

Следниот чекор за дизајнирање користејќи го горенаведениот софтвер е вистинското печатење. Односно кога од таа датотека со моделот 3D печатачот започнува да ги генерира слоевите до комплетирање на моделот и добивање на вистински дизајн.

ова процесот може да трае повеќе или помалку, во зависност од брзината на печатење, сложеноста на парчето и неговата големина. Но, тоа може да оди од неколку минути до часови. За време на овој процес, печатачот може да се остави без надзор, иако секогаш е позитивно да се следи работата од време на време за да се спречи завршувањето на проблемите да влијае на конечниот резултат.

пост-процес

3D фигури, 3d принтери

Се разбира, штом делот ќе заврши со печатење на 3D печатачот, работата не завршува тука во повеќето случаи. Потоа обично доаѓаат други дополнителни чекори познати како пост-обработка како што се:

  • Елиминирајте некои делови што треба да се генерираат и кои не се дел од финалниот модел, како основа или потпора што е потребна за делот да стои.
  • Избришете ја или полирајте ја површината за да постигнете подобра завршна завршница.
  • Површинска обработка на објектот, како што се лакирање, бојадисување, бањи итн.
  • Некои парчиња, како метални парчиња, можеби ќе имаат потреба од други процеси како печење.
  • Во случај парчето да мора да се подели на делови бидејќи не можело да се изгради целина поради неговите димензии, можеби ќе треба да се спојат деловите (склопување, лепак, заварување...).

Често поставувани прашања

Често поставувани прашања

На крај, делот за Најчесто поставувани прашања или често поставувани прашања и одговори кои обично се појавуваат при користење на 3D печатач. Најчесто барани се:

Како да се отвори STL

STL, 3Д модел

Едно од најчестите прашања е како можете да отворите или прегледате датотека .stl. Оваа екстензија се однесува на датотеки со стереолитографија и може да се отвори, па дури и да се уредува од софтверот Dassault Systèmes CATIA меѓу другите CAD програми како AutoCAD итн.

Во прилог на STL, исто така има други датотеки како .obj, .dwg, .dxf, итн. Сите тие се доста популарни и што може да се отворат со многу различни програми, па дури и да се претворат помеѓу формати.

3D шаблони

3D шаблони

Треба да знаете дека не мора секогаш сами да го креирате 3D цртежот, можете да набавите готови модели на секакви работи, од фигури од видео игри или филмови, до практични предмети за домаќинството, играчки, протетика, маски, телефон. случаи итн. Малина Пи, и уште повеќе. Има се повеќе веб-страници со библиотеки од овие шаблони подготвени за преземање и печатење на вашиот 3D печатач. Некои препорачани локации се:

Од вистински модел (3D скенирање)

Цезар фигура, 3D скенирање

Друга можност, ако она што го сакате е да се рекреирате совршен клон или реплика на друг 3Д објект, е да се користи а 3д скенер. Тие се уреди кои ви овозможуваат да го следите обликот на објектот, пренесувајќи го моделот во дигитална датотека и овозможувајќи печатење.

Апликации и употреба на 3D печатачот

3D печатач

Конечно, 3D принтери се може да се користи за многу апликации. Најпопуларните употреби што може да се дадат се:

инженерски прототипови

инженерски прототипови, 3Д принтери

Една од најпопуларните употреби на 3D печатачите во професионалното поле е за брзо создавање на прототипови, т.е. брз прототип. Или да се добијат делови за тркачки автомобил, како што е Формула 1, или да се создадат прототипови на мотори или сложени механизми.

На овој начин, на инженерот му се дозволува да добие дел многу побрзо отколку ако треба да биде испратен во фабрика за производство, како и да добие тест прототипови да се види дали конечниот модел ќе функционира како што се очекуваше.

архитектура и градежништво

arquitectura

фото: © www.StefanoBorghi.com

Се разбира, и тесно поврзани со горенаведеното, тие исто така можат да се користат градат конструкции и вршат механички испитувања за архитекти, или да изградат одредени делови што не можат да се изработат со други процедури, да создаваат прототипови на згради или други предмети како примероци или модели итн.

Понатаму, појавата на бетонски принтери и други материјали, исто така, ја отворија вратата за да може брзо и многу поефикасно да се печатат куќи и со почит кон околината. Дури е предложено да се носи овој тип на печатач на други планети за идни колонии.

Дизајн и прилагодување на накит и други додатоци

3Д печатен накит

Една од најраспространетите работи е печатен накит. Начин за добивање уникатни и побрзи парчиња, со персонализирани карактеристики. Некои 3D принтери можат да испечатат некои шарми и додатоци во материјали како најлон или пластика во различни бои, но има и некои други кои се користат во областа на професионалниот накит кои можат да користат благородни метали како злато или сребро.

Овде би можеле да вклучите и некои производи кои исто така се печатат во последно време, како на пр облека, обувки, модни додатоци, Итн

Слободно време: работи направени со 3D печатач

3D печатач за одмор

Да не заборавиме слободно време, за што се користат многу домашни 3D печатачи. Овие употреби можат да бидат многу разновидни, од создавање персонализирана поддршка, до развој на украси или резервни делови, до сликање фигури на вашите омилени измислени ликови, футроли за проекти сам, персонализирани чаши итн. Тоа е, за непрофитна употреба.

Преработувачка индустрија

индустрија, метален 3d печатач

Многу производствени индустрии тие веќе користат 3Д принтери за производство на нивните производи. Не само поради предностите на овој тип на производство на адитиви, туку и затоа што понекогаш, со оглед на сложеноста на дизајнот, не е можно да се создаде со традиционални методи како што се истиснување, употреба на калапи итн. Дополнително, овие печатачи еволуираа и можеа да користат многу различни материјали, вклучително и печатење метални делови.

Исто така е вообичаено да се прават делови за возила, па дури и за авиони, бидејќи овозможуваат да се добијат некои делови кои се многу лесни и поефикасни. Веќе ги имаат големите како AirBus, Boeing, Ferrari, McLaren, Mercedes итн.

3Д принтери во медицината: стоматологија, протетика, биопечатење

3Д печатена протетика

Друг од одличните сектори за користење 3D печатачи е областа на здравството. Тие можат да се користат за многу намени:

  • Изработка на забни протези попрецизно, како и загради итн.
  • Биопечатење на ткива како кожа или органи за идни трансплантации.
  • Други видови на протези за коскени, моторни или мускулни проблеми.
  • Ортопедија.
  • итн

Печатена храна / храна

3Д печатена храна

3Д принтери може да се користат за креирање украси на чинии, или за печатење слатки како чоколади во одредена форма, па дури и за многу други различни намирници. Затоа, на прехранбената индустрија исто така се обидува да ги искористи предностите на овие машини.

Покрај тоа, начин на подобрување на исхраната на храната, како што е печатењето на филети од месо направени од рециклирани протеини или од кои се отстранети одредени штетни производи кои можеби се наоѓаат во природното месо. Исто така, постојат некои проекти за создавање производи за вегани или вегетаријанци кои симулираат вистински месни производи, но се создадени од растителни протеини.

Образование

образование

И, се разбира, 3D печатачите се алатка која ќе ги преплави образовните центри, бидејќи тие се фантастичен придружник за часови. Со нив, наставниците можат да генерираат модели за учениците да учат на практичен и интуитивен начин или самите ученици да го развијат својот капацитет за генијалност и да создаваат секакви работи.

повеќе информации


Содржината на статијата се придржува до нашите принципи на уредничка етика. За да пријавите грешка, кликнете овде.

Биди прв да коментираш

Оставете го вашиот коментар

Вашата е-маил адреса нема да бидат објавени.

*

*

  1. Одговорен за податоците: Мигел Анхел Гатон
  2. Цел на податоците: Контролирајте СПАМ, управување со коментари.
  3. Легитимација: Ваша согласност
  4. Комуникација на податоците: Податоците нема да бидат соопштени на трети лица освен со законска обврска.
  5. Складирање на податоци: База на податоци хостирани од Occentus Networks (ЕУ)
  6. Права: Во секое време можете да ги ограничите, вратите и избришете вашите информации.

Тест по англиски јазикТест каталонскишпански квиз