Адитивна производња има све више области примене, како у сектору слободног времена, тако иу индустрији и технологији. 3Д штампачи су направили револуцију у начину на који штампате и граде нове структуре, које могу да се крећу од малих објеката до живог ткива, па чак и кућа, или аеродинамичких делова за мото-спорт.
До пре неколико година, 2Д штампа је била ствар научне фантастике. Многи су сањали да могу да штампају објекте уместо слика или текста на једноставном XNUMXД папиру. Сада је технологија толико зрела да постоје безброј технологија, брендова, модела, итд. У овом водичу можете сазнати много више о овим посебним штампачима.
Шта је воксел?
Ако још нисте упознати са воксел, важно је да разумете шта је то, пошто је у 3Д штампању важно. То је скраћеница од енглеског «волуметријски пиксел», кубне јединице која чини тродимензионални објекат.
Другим речима, било би 2Д еквивалент пиксела. И, као што можете видети на горњој слици, ако је тај 3Д модел подељен на коцке, свака од њих би била воксел. Важно је навести шта је то, пошто неки напредни 3Д штампачи омогућавају контролу сваког воксела током штампања како би се постигли бољи резултати.
Шта је 3Д штампач
3Д штампач је машина способна да штампа објекте са запремином из компјутерског дизајна. То јест, као конвенционални штампач, али уместо да штампа на равној површини иу 2Д, он то ради са три димензије (ширина, дужина и висина)). Дизајни из којих се ови резултати могу постићи могу доћи из 3Д или ЦАД модела, па чак и из стварног физичког објекта који је био XNUMXД скенирање.
И могу штампај све врсте ствари, од једноставних предмета попут шољице кафе, до много сложенијих као што су жива ткива, куће итд. Другим речима, сан многих који су желели да њихови штампани цртежи заживе са папира је овде, а довољно су јефтини да се користе ван индустрије, такође код куће.
Историја 3Д штампања
Историја 3Д штампања изгледа веома недавно, али истина је да се мора вратити неколико деценија уназад. Све произилази из инкјет штампач из 1976, од чега је направљен напредак у замени штампарске боје са материјалима за генерисање објеката са запремином, предузимањем важних корака и обележавањем прекретница у развоју ове технологије до садашњих машина:
- 1981. патентиран је први уређај за 3Д штампање. он је то урадио Др Хидео Кодама, општинског института за индустријско истраживање Нагоје (Јапан). Идеја је била да користи 2 различите методе које је измислио за адитивну производњу користећи фотоосетљиву смолу, слично начину на који се праве чипови. Међутим, његов пројекат би био напуштен због недостатка интересовања и финансирања.
- У истој овој деценији француски инжењери Ален Ле Мехо, Оливије де Вит и Жан-Клод Андре, почео да истражује технологију производње очвршћавањем фотоосетљивих смола УВ очвршћавањем. ЦНРС не би одобрио пројекат због недостатка области примене. И, иако су се пријавили за патент 1984. године, он би на крају био напуштен.
- Цхарлес ХуллГодине 1984. основао је компанију 3Д Системс, изумљавајући стереолитографију (СЛА). То је процес којим се 3Д објекат може одштампати са дигиталног модела.
- La прва 3Д машина типа СЛА Почео је да се пласира на тржиште 1992. године, али су његове цене биле прилично високе и још увек је био веома основна опрема.
- 1999. године обележена је још једна велика прекретница, овога пута на биопринтинг, у могућности да генерише људски орган у лабораторији, посебно мокраћну бешику користећи синтетичку превлаку са самим матичним ћелијама. Ова прекретница потиче од Института за регенеративну медицину Ваке Форест, отварајући врата производњи органа за трансплантацију.
- El 3Д штампани бубрег би стигао 2002. Био је то потпуно функционалан модел са способношћу филтрирања крви и производње урина код животиње. Овај развој је такође настао у истом институту.
- Адриан Бовиер оснива РепРап на Универзитету Бат 2005. То је иницијатива отвореног кода за прављење јефтиних 3Д штампача који се самореплицирају, односно могу да штампају сопствене делове и користе потрошни материјал као нпр. 3Д филаменти.
- Годину дана касније, у 2006, стиже СЛС технологија и могућност масовне производње захваљујући ласеру. Њиме се отварају врата индустријској употреби.
- 2008. би била година првог штампача са способност саморепликације. Био је то Дарвин из РепРапа. Исте године су почеле и услуге заједничког креирања, веб странице на којима су заједнице могле да деле своје 3Д дизајне како би други могли да их штампају на сопственим 3Д штампачима.
- Значајан напредак је такође постигнут у Дозвола за 3Д протетику. 2008. ће бити година у којој ће прва особа моћи да хода захваљујући штампаној протетичкој нози.
- 2009. је година од Макербот и комплети 3Д штампача, како би многи корисници могли да их купе јефтино и сами направе свој штампач. Односно, оријентисан на произвођаче и уради сам. Исте године, др Габор Форгач прави још један велики корак у биоштампању, успевајући да створи крвне судове.
- El први штампани авион у 3Д ће стићи 2011. године, а креирали су га инжењери са Универзитета Саутемптон. Био је то дизајн без посаде, али је могао да се произведе за само 7 дана и са буџетом од 7000 евра. Ово је отворило забрану производње многих других производа. У ствари, ове исте године стиже први штампани прототип аутомобила, Урбее компаније Кор Ецологиц, са ценама између 12.000 и 60.000 евра.
- Истовремено, штампа је почела да користи племените материјале као нпр сребро од стерлинга и злато од 14 карата, чиме се отвара ново тржиште за драгуљаре, који могу да праве јефтиније комаде од прецизног материјала.
- 2012. ће стићи први протетски имплантат вилице 3Д штампано захваљујући групи белгијских и холандских истраживача.
- И тренутно тржиште не престаје да проналази нове апликације, побољшати њихове перформансе, и да настави да се шири по предузећима и домовима.
Тренутно, ако се питате колико кошта 3Д штампач, може да се креће од нешто више од 100 или 200 евра у случају најјефтинијих и најмањих, до 1000 евра или више у случају најнапреднијих и већих, па чак и неких који коштају хиљаде евра за индустријски сектор.
Шта је адитивна производња или АМ
3Д штампа није ништа друго до адитивна производња, односно производни процес који, у циљу креирања 3Д модела, преклапа слојеве материјала. Сасвим супротно од субтрактивне производње, која се заснива на почетном блоку (лим, ингот, блок, шипка,...) из којег се материјал постепено уклања док се не постигне коначни производ. На пример, као субтрактивна производња имате комад изрезбарен на стругу, који почиње блоком дрвета.
Захваљујући овоме револуционарни метод можете добити јефтину производњу објеката код куће, моделе за инжењере и архитекте, набавити прототипове за тестирање итд. Поред тога, ова адитивна производња је омогућила стварање делова који су раније били немогући другим методама као што су калупи, екструзија итд.
Шта је биоштампање
Биоштампа је посебна врста адитивне производње, такође креирана помоћу 3Д штампача, али чији се резултати веома разликују од инертних материјала. Може праве жива ткива и органе, од људске коже до виталног органа. Такође могу да производе биокомпатибилне материјале, као што су они за протезе или имплантате.
Ово се може постићи из две методе:
- Од композита се гради конструкција, нека врста носача или скеле биокомпатибилни полимери да их тело не одбацује и да ће их ћелије прихватити. Ове структуре се уводе у биореактор тако да могу бити насељене ћелијама и када се убаце у тело, постепено ће направити пут ћелијама организма домаћина.
- То је утисак органа или ткива слој по слој, али уместо да се користе материјали као што су пластика или други, културе живих ћелија и метода причвршћивања која се зове биопапир (биоразградиви материјал) за обликовање.
Како раде 3Д штампачи
El како функционише 3Д штампач Много је једноставније него што се чини:
- Можете почети од нуле са софтвером до 3д моделирање или ЦАД дизајн за генерисање модела који желите, или преузмите већ креирану датотеку, па чак и користите 3Д скенер да бисте добили 3Д модел од стварног физичког објекта.
- Сада имате 3Д модел сачуван у дигиталној датотеци, односно од дигиталних информација са димензијама и облицима предмета.
- Следи сечење, процес у коме се 3Д модел „сече“ на стотине или хиљаде слојева или пресека. Односно, како софтверски исећи модел.
- Када корисник кликне на дугме за штампање, 3Д штампач повезан са рачунаром преко УСБ кабла или мреже, или датотека која је прослеђена на СД картицу или оловку, биће тумачи процесор штампача.
- Одатле ће штампач отићи управљање моторима да помери главу и тако генерише слој по слој док се не постигне коначни модел. Слично као код конвенционалног штампача, али ће запремина расти слој по слој.
- Начин на који се ти слојеви генеришу може варирати у зависности од технологије који имају 3Д штампаче. На пример, могу бити екструзијом или смолом.
3Д дизајн и 3Д штампа
Када сазнате шта је 3Д штампач и како функционише, следећа ствар је знати потребан софтвер или алате за штампање. Нешто битно ако желите да пређете од скице или идеје до правог 3Д објекта.
Требало би да знате да постоји неколико основних типова софтвера за 3Д штампаче:
- С једне стране су програми од 3Д моделирање или 3Д ЦАД дизајн помоћу којих корисник може креирати дизајн од нуле или их модификовати.
- С друге стране постоји тзв софтвер за сечење, који претвара 3Д модел у одређена упутства која се штампају на 3Д штампачу.
- Ту је и софтвер за модификацију мреже. Ови програми, као што је МесхЛаб, се користе за модификацију мрежа 3Д модела када узрокују проблеме при штампању, пошто други програми можда неће узети у обзир начин на који 3Д штампачи раде.
Софтвер за 3Д штампач
Ево неких од најбољи софтвер за 3Д штампање, плаћено и бесплатно, за 3д моделирање y ЦАД дизајн, као и бесплатни софтвер или софтвер отвореног кода:
Скетцхуп
Гоогле и последњи софтвер направљени СкетцхУп, иако је коначно прешао у руке компаније Тримбле. То је власнички и бесплатни софтвер (са различитим типовима планова плаћања) и такође са могућношћу избора између коришћења на Виндовс радној површини или на вебу (било који оперативни систем са компатибилним веб претраживачем).
Овај програм од графички дизајн и 3Д моделирање је један од најбољих. Са њим можете креирати све врсте структура, иако је посебно дизајниран за архитектонске пројекте, индустријски дизајн итд.
Ултимакер Цура
Ултимакер је креирао Цура, апликација специјално дизајнирана за 3Д штампаче којим се параметри штампања могу модификовати и трансформисати у код Г. Креирао га је Давид Раан док је радио у овој компанији, мада би ради лакшег одржавања отворио њен код под лиценцом ЛГПЛв3. Сада је отвореног кода, што омогућава већу компатибилност са ЦАД софтвером треће стране.
Данас је толико популаран да је а од најкоришћенијих на свету, са више од милион корисника из различитих сектора.
прусаслицер
Компанија Пруса је такође желела да креира сопствени софтвер. То је алатка отвореног кода тзв ПрусаСлицер. Ова апликација је веома богата у смислу функција и карактеристика и има прилично активан развој.
Помоћу овог програма моћи ћете да извозите 3Д моделе у изворне датотеке којима се може прилагодити оригиналне штампарије Пруса.
идејни креатор
Овај други програм је бесплатан и може се инсталирати на оба Мицрософт Виндовс, мацОС и на ГНУ/Линук-у. Идеамакер је специјално дизајниран за Раисе3Д производе, и то је још један резач помоћу којег можете управљати својим прототиповима за штампање на агилан начин.
Фреецад
ФрееЦАД-у треба неколико увода, то је пројекат отвореног кода и потпуно бесплатан за дизајн 3Д ЦАД. Помоћу њега можете креирати било који модел, као што бисте то урадили у Аутодеск АутоЦАД-у, плаћену верзију и власнички код.
Једноставан је за употребу, са интуитивним интерфејсом и богатим алатима за рад. Због тога је један од најчешће коришћених. Заснован је на ОпенЦАСЦАДЕ и написан је на Ц++ и Питхон-у, под ГНУ ГПЛ лиценцом.
Блендер
Још један велики познаник у свету слободног софтвера. Овај одличан софтвер користе чак и многи професионалци, с обзиром на моћ и резултате нуди. Доступан на више платформи, као што су Виндовс и Линук, и под ГПЛ лиценцом.
Али најважнија ствар у вези са овим софтвером је да он не служи само за то осветљење, рендеровање, анимација и креирање тродимензионалне графике за анимиране видео записе, видео игрице, слике итд., али можете га користити и за 3Д моделирање и креирати оно што вам је потребно за штампање.
АутоЦАД
То је платформа слична ФрееЦАД-у, али је власнички и плаћени софтвер. Ваше лиценце имају а висока цена, али је један од најчешће коришћених програма на професионалном нивоу. Са овим софтвером моћи ћете да креирате и 2Д и 3Д ЦАД дизајн, додајући мобилност, бројне текстуре материјалима итд.
Доступан је за Мицрософт Виндовс, а једна од његових предности је компатибилност са ДВФ датотеке, који су једни од најраспрострањенијих и развијених од стране саме компаније Аутодеск.
Аутодеск Фусион 360
Аутодеск Фусион 360 Има много сличности са АутоЦАД-ом, али је заснован на платформи у облаку, тако да можете да радите где год желите и увек имате најнапреднију верзију овог софтвера. У овом случају ћете морати да платите и претплате, које такође нису баш јефтине.
Тинкерцад
ТинкерЦАД је још један програм за 3Д моделирање који може се користити на мрежи, из веб претраживача, што у великој мери отвара могућности коришћења где год вам је потребно. Од 2011. године све више добија кориснике, и постала је веома популарна платформа међу корисницима 3Д штампача, па чак иу образовним центрима, јер је њена крива учења много лакша од Аутодеска.
Месхлаб
Доступан је за Линук, Виндовс и мацОС и потпуно је бесплатан и отвореног кода. МесхЛаб је софтверски систем за обраду 3Д мреже. Циљ овог софтвера је да управља овим структурама за уређивање, поправку, инспекцију, рендеровање итд.
СолидВоркс
Европска компанија Дассаулт Системес, из своје подружнице СолидВоркс Цорп., развила је један од најбољих и најпрофесионалнијих ЦАД софтвера за 2Д и 3Д моделирање. СолидВоркс може бити алтернатива Аутодеск АутоЦАД-у, али јесте специјално дизајниран за моделирање механичких система. Није бесплатан, нити је отвореног кода, а доступан је за Виндовс.
Црео
Коначно, Црео је још један од најбољих ЦАД/ЦАМ/ЦАЕ софтвера за 3Д штампаче можете пронаћи. То је софтвер који је креирао ПТЦ и који вам омогућава да дизајнирате мноштво висококвалитетних производа, брзо и уз мало труда. Све захваљујући његовом интуитивном интерфејсу дизајнираном да побољша употребљивост и продуктивност. Можете развити делове за адитивну и суптрактивну производњу, као и за симулацију, генеративни дизајн итд. Плаћа се, затвореног кода и само за Виндовс.
штампа КСНУМКСД
Следећи корак у дизајну помоћу горњег софтвера је стварно штампање. Односно када из те датотеке са моделом 3Д штампач почиње да генерише слојеве до завршетка модела и добијања правог дизајна.
ово процес може трајати више или мање, у зависности од брзине штампања, сложености дела и његове величине. Али то може трајати од неколико минута до сати. Током овог процеса, штампач се може оставити без надзора, иако је увек добро пратити рад с времена на време како би се спречило да проблеми на крају утичу на коначни резултат.
пост-процес
Наравно, када се део заврши са штампањем на 3Д штампачу, посао се ту у већини случајева не завршава. Онда обично долазе други додатни кораци познати као накнадна обрада као:
- Елиминишите неке делове који треба да се генеришу и који нису део коначног модела, као што је база или подршка која је потребна да би део стајао.
- Обрусите или полирајте површину да бисте постигли бољу завршну обраду.
- Површинска обрада предмета, као што су лакирање, фарбање, купке итд.
- Неким комадима, попут металних, можда ће чак бити потребни и други процеси попут печења.
- У случају да је комад морао да се подели на делове јер због његових димензија није било могуће изградити целину, може бити потребно спајање делова (монтажа, лепљење, заваривање...).
Често постављана питања
На крају, одељак о Честа питања или често постављана питања и одговори који се обично јављају када користите 3Д штампач. Најчешће тражени су:
Како отворити СТЛ
Једно од најчешћих питања је како можете отворити или погледати .стл датотеку. Ово проширење се односи на датотеке стереолитографије и може се отворити, па чак и уређивати помоћу софтвера Дассаулт Системес ЦАТИА између осталих ЦАД програма попут АутоЦАД-а итд.
Поред СТЛ-а, постоје и остали фајлови као .обј, .двг, .дкф, итд. Сви су прилично популарни и могу се отворити са много различитих програма, па чак и претворити између формата.
3Д шаблони
Треба да знате да не морате увек сами да креирате 3Д цртеж, можете набавити готове моделе свих врста ствари, од фигура из видео игрица или филмова, до практичних предмета за домаћинство, играчака, протетика, маски, телефона случајеви итд. Распберри Пи, и још много тога. Све је више веб локација са библиотекама ових шаблони спремни за преузимање и штампање на вашем 3Д штампачу. Неки препоручени сајтови су:
- Тхингиверсе
- 3Д складиште
- ПрусаПринтерс
- ИоуМагине
- ГрабЦад
- МиМиниФацтори
- Пинсхапе
- ТурбоСкуид
- 3ДЕкпорт
- Фрее3Д
- тресао
- Галерија КСИЗ 3Д штампе
- Цултс3Д
- поправљив
- 3ДаГоГо
- Фрее3Д
- Тхе Форге
- НАСА
- Дремел планови лекција
- Полар Цлоуд
- стлфиндер
- Скетцхфаб
- Хум3Д
Од стварног модела (3Д скенирање)
Друга могућност, ако оно што желите јесте да се поново креирате савршен клон или реплика другог 3Д објекта, је употреба а 3д скенер. То су уређаји који вам омогућавају да пратите облик објекта, преносећи модел у дигиталну датотеку и омогућавајући штампање.
Примене и употреба 3Д штампача
Коначно, 3Д штампачи су може се користити за многе апликације. Најпопуларније употребе које се могу дати су:
инжењерски прототипови
Једна од најпопуларнијих употреба 3Д штампача у професионалном пољу је за брзу израду прототипа, тј. брзо израђивање прототипа. Или за набавку делова за тркачки аутомобил, као што је Формула 1, или за стварање прототипова мотора или сложених механизама.
На овај начин, инжењеру је омогућено да добије део много брже него да је морао да се пошаље у фабрику за производњу, као и да добије тестирати прототипове да видимо да ли ће коначни модел радити како се очекује.
архитектура и грађевинарство
фото: © ввв.СтефаноБоргхи.цом
Наравно, иу блиској вези са горе наведеним, на њих се такође може користити граде конструкције и врше механичка испитивања за архитекте, или граде одређене делове који се не могу произвести другим поступцима, креирати прототипове зграда или других објеката као узорке или моделе итд.
Штавише, појава штампачи за бетон и други материјали, такође су отворили врата могућности да се куће штампају брзо и много ефикасније и са поштовањем према животној средини. Чак је предложено да се ова врста штампача однесе на друге планете за будуће колоније.
Дизајн и прилагођавање накита и осталих додатака
Једна од најраспрострањенијих ствари је штампани накит. Начин за добијање јединствених и бржих комада, са персонализованим карактеристикама. Неки 3Д штампачи могу да штампају неке привеске и додатке у материјалима као што су најлон или пластика у различитим бојама, али постоје и неки други који се користе у области професионалног накита који могу да користе племените метале као што су злато или сребро.
Овде можете укључити и неке производе који се такође штампају у последње време, као нпр одећа, обућа, модни додаци, Итд
Слободно време: ствари направљене помоћу 3Д штампача
Не заборавимо слободно време, за шта се користи већина кућних 3Д штампача. Ова употреба може бити веома разнолика, од креирања персонализоване подршке, преко израде украса или резервних делова, до сликања фигура ваших омиљених измишљених ликова, футрола за „уради сам“ пројекте, персонализованих шоља итд. Односно, за непрофитне сврхе.
Прерађивачка индустрија
многи Прерађивачка индустрија већ користе 3Д штампаче за производњу својих производа. Не само због предности ове врсте адитивне производње, већ и због тога што понекад, с обзиром на сложеност дизајна, није могуће направити га традиционалним методама као што су екструзија, употреба калупа итд. Поред тога, ови штампачи су еволуирали и могли су да користе веома различите материјале, укључујући штампање металних делова.
Такође је уобичајено правити делове за возила, па чак и за авионе, пошто омогућавају да се добију неки делови који су веома лаки и ефикаснији. Велики попут Ербаса, Боинга, Ферарија, Мекларена, Мерцедеса итд., већ их имају.
3Д штампачи у медицини: стоматологија, протетика, биоштампање
Још један од сјајних сектора за коришћење 3Д штампача је области здравља. Могу се користити за многе сврхе:
- Прецизније производити зубне протезе, као и бравице итд.
- Биоштампање ткива као што су кожа или органи за будуће трансплантације.
- Друге врсте протеза за коштане, моторичке или мишићне проблеме.
- Ортопедија.
- итд
Штампана храна / храна
3Д штампачи се могу користити за креирање украса на тањирима или за штампање слаткиша попут чоколаде у одређеном облику, па чак и за многе друге различите намирнице. Стога прехрамбена индустрија такође настоји да искористи предности ових машина.
Поред тога, начин на побољшати исхрану у исхрани, као што је штампање месних филета направљених од рециклираних протеина или из којих су уклоњени одређени штетни производи који могу бити у природном месу. Постоје и неки пројекти за креирање производа за вегане или вегетаријанце који симулирају праве месне производе, али су направљени од биљних протеина.
Образовање
И, наравно, 3Д штампачи су алат који ће преплавити образовне центре, пошто јесу фантастичан пратилац за часове. Са њима наставници могу да генеришу моделе тако да ученици уче на практичан и интуитиван начин, или да сами ученици могу да развију свој капацитет за генијалност и креирају све врсте ствари.
Више информацион
- Најбољи 3Д штампачи од смоле
- 3Д скенер
- Резервни делови за 3Д штампач
- Филаменти и смола за 3Д штампаче
- Најбољи индустријски 3Д штампачи
- Најбољи 3Д штампачи за дом
- Најбољи јефтини 3Д штампачи
- Како одабрати најбољи 3Д штампач
- Све о СТЛ и 3Д форматима за штампање
- Врсте 3Д штампача