Sapņi par zinātnisko fantastiku piepildās: mēs dzīvojam gadsimtā, kad mākslīgais intelekts vairs nav daiļliteratūra, un ar printera palīdzību jūs varat atjaunot jebkuru lietu trīsdimensiju telpā. Tiesa, printerim tam jābūt īpašam: ar 3D drukāšanu. Tagad tie ir pieejami masveida patērētājam, taču daudzi no mums joprojām īsti nesaprot, kā ir iespējams izdrukāt trīsdimensiju objektus. Par to, ko var izdarīt ar 3D printeri, šajā rakstā.
Kas tas ir
Vispirms apsveriet, kas ir 3D printeris. Drukāšana uz papīra, izmantojot divdimensiju tehnoloģiju, ir sasniegusi attīstības virsotni. Tirgus ir pilns ar dažādām ierīcēm tintes drukāšanai un lāzera drukāšanai. Ikviens var atvērt attēlu drukāšanas studiju mājās: printeri ir tik lēti un kompakti. Tāpēc cilvēce nolēma iet tālāk - nesen parādījās printeri, uz kuriem ir iespējams izdrukāt trīsdimensiju objektus. Kas ir 3D printeris?
Šī ir ierīce, kurā tiek izmantota lietu kārtošanas metode. Pamats ir virtuāls attēls trīsdimensiju formātā, kuru printeris sāk ražot pa vienam.
Pašlaik ir dažādas ierīces, kurās var izmantot dažādus materiālus: no plastmasas līdz metālam. Pateicoties 3D printera tehnoloģijai, ir iespējams izgatavot jebkura sarežģītības līmeņa trīsdimensiju objektus. Pat detaļas ar kustīgām detaļām tiks drukātas atbilstoši paredzētajam izkārtojumam. Tas paver plašu spektru dažādiem eksperimentiem un ievērojami vienkāršo dzīvi.
Radīšanas vēsture
Lai arī 3D tehnoloģijas ir kļuvušas plaši pazīstamas tikai pēdējos pāris gados, pirmie šādu printeru modeļi parādījās pirms daudziem gadiem. 1934. gadā Čārlzs Halls bija pirmais, kurš uzsāka 3D printeri, kas izdrukā objektu, izmantojot digitālos datus. 1988. gadā pārdošanā nonāca kompakts modelis lietošanai mājās, ko sauca par SLA-250.
Tehnoloģija nestāv uz vietas. Ja pirmie printeri drukāja diezgan apliets modeļus, tad viņu “pēcnācēji” kļuva arvien precīzāki. 1993. gadā Solidscape sāka ražot tintes printerus, kas koncentrējās uz mazu detaļu ražošanu ar pilnīgi līdzenu virsmu.
Bet tomēr pieprasījums stimulē ražošanu, tāpēc lielākais lēciens 3D tehnoloģijas attīstībā tika veikts tieši 21. gadsimtā. 2005. gadā parādījās pirmā ierīce, kas spēja izdrukāt krāsainus objektus.
Ko var izdarīt ar 3D printeri? Pašlaik trīsdimensiju drukāšana paver līdz šim nezināmas iespējas: uz 3D ierīcēm var izdrukāt gandrīz jebkuru lietu - sākot no asinsvada un beidzot ar izmēru mēbelēm vai ieročiem. Rūpnieciskie 3D printeri var izgatavot veselas lidmašīnas un ēkas, un testa modeļu un nepieciešamo sadzīves priekšmetu ražošanai bieži tiek izmantoti kompakti mājas modeļi.
Darba princips
Kā darbojas 3D printeris? Pašlaik tirgū ir daudz modeļu, kas izmanto dažādas drukas tehnoloģijas. Bet princips ir vienāds visiem: lai apstrādātu trīsdimensiju informāciju, printeris sadala digitālo modeli šķērsgriezumos, kas pēc tam izdrukā slāni pa slānim. Iedomājieties papīra kaudzi, kurā lapa ir iespiests slānis, kam ir individuāla forma. Ja visas lapas pievienojat, jūs iegūstat trīsdimensiju objektu ar dotajiem parametriem.
Atšķirība starp dažādiem modeļiem ir dažādu drukas materiālu izmantošana un lieliskas slāņu izgatavošanas metodes. Viens no pievilcīgākajiem un ērtākajiem parastajiem lietotājiem ir FDM druka, kuras laikā uz pamatnes platformas virsmas tiek izspiesti izkausētas plastmasas pilieni.
Diezgan drīz šādi 3D printeri varēs konkurēt ar standarta ražošanas metodēm. Varbūt tuvākajā laikā tā vietā, lai apmeklētu veikalu, pietiks tikai ielādēt atbilstošos modeļus printerī un saņemt tos, neatstājot ierīci.
3D drukāšanas tehnoloģija
Kādas citas 3D drukāšanas tehnoloģijas var atšķirt?
- SLA tehnoloģija ir visizplatītākā tās lielā drukas ātruma dēļ Uz šāda printera tiek izgatavots modelis, izmantojot lāzeru: stars tiek novirzīts uz fotopolimēru, un tas sacietē. Pēc tam caurspīdīgo materiālu viegli iekrāso un pielīmē.
- SLS tehnoloģija rodas, saķepinot pulvera reaģentus, izmantojot to pašu lāzera staru. Šīs metodes atšķirīga iezīme ir spēja ražošanas procesā izmantot gan plastmasas, gan metāla materiālus.
- DLP tehnoloģija ir jaunākā tirgū. 3D printeri ar līdzīgu drukāšanas metodi ir diezgan kompakti un, lai izveidotu vēlamo dizainu, izmanto gaismu.
- Metālu apdrukai tiek izmantota EBM tehnoloģija. Trīsdimensiju objektu izveidošanai šādos rūpnieciskos 3D printeros izmanto elektronu staru kausēšanu. Metāls nav ļoti efektīvs, veidojot sīkas detaļas ar precīzām formām. Tāpēc EBM printeros tiek izmantots metāla māls, kas apvieno māla elastību un metāla cietību. 3D metāla printeris ļauj mums ražot ne tikai standarta modeļus un lietas, bet arī nopietnu konstrukciju daļas: lidmašīnas un kuģus.
- HPM tehnoloģija (FDM) HPM ļauj ražot modeļus, kuriem šobrīd nav analogu un kuriem ir ārkārtas īpašības. 3D printeri ar šo tehnoloģiju ir viegli kopjami, kompakti un piemēroti lietošanai jebkur no ražošanas līdz birojam.
- "Manuāla" drukāšana ir ne mazāk populāra kā trīsdimensiju trīsdimensiju printeri. Attēlo šādu ierīci kā pildspalvu, ar kuras palīdzību jūs “uzzīmējat” 3D objektu. Pildspalvas izmanto tehnoloģijas, kas ir līdzīgas pilnvērtīgiem 3D printeriem: kausētais materiāls tiek atbrīvots no uzgaļa. Ar pienācīgu veiklību jūs varat izveidot diezgan precīzus modeļus un skaitļus.
Plašs trīsdimensiju printeru klāsts ļauj izvēlēties ierīci tieši savam mērķim un budžetam.
3D krāsu drukāšana
Šī tehnoloģija ļauj pilnībā iegūt visas pieejamās krāsas. Uz 3D printeriem drukātos modeļus parasti ir viegli krāsot. Bet krāsu modeļos figūrai vēlamās krāsas piešķiršana notiek tieši drukāšanas laikā.
Izmantojot šo printeri, jūs varat izveidot ne tikai spilgtus, bet arī reālistiskus dažādu formu un izmēru objektus. Šādas ierīces ir īpaši populāras dizaineru vidū, kuri ar viņu palīdzību bieži veido mākslas objektus.
Kā darbojas krāsu drukāšana? Vispirms ar ierīci tiek izveidots pamatmateriāla slānis, un pēc tam ar kustīgas galvas palīdzību uz tā tiek nokrāsotas lipīgās vielas pilītes, nokrāsotas vēlamajos toņos.
3D printera lietojumprogrammas
3D drukāšanas tehnoloģija ir pavērusi milzīgas iespējas ražošanai gandrīz visās vissvarīgākajās cilvēka dzīves jomās. Ko var darīt ar 3D printeriem, un kur tos izmanto?
- Ieroču ražošana. Vai jūs domājat, ka plastmasas lielgabals nedarbosies? Pat kā būs! To pierādīja ASV pilsonis, kurš lidostā nesa pilnvērtīgu plastmasas šaujamieroci, kuru nebija iespējams atklāt uz metāla detektoriem. Un 2012. gadā Defense Distributed ieviesa ieroci, kuru ikviens var izdrukāt mājās, izmantojot 3D printeri ar atbilstošu modeli.Pēc tam Amerikas Savienotās Valstis pieņēma likumu, kas aizliedz trīsdimensiju tehnoloģiju izmantošanu ieroču ražošanā.
- Mājas celtniecība tagad ir vēl vienkāršāka: 3D tehnoloģija ir ienākusi būvniecības nozarē. Pirmā māja tika “iespiesta” 2014. gadā, un visa ēka, kas izgatavota, izmantojot 3D drukāšanu, plašākai sabiedrībai tika prezentēta 2016. gadā.
- Ražošanā trīsdimensiju druka var ievērojami paātrināt detaļu ražošanas procesu.
- Testa 3D printeri pašlaik spēj reproducēt cilvēka orgānus. Šim nolūkam vēlamā tipa šūnas tiek uzklātas uz īpašas bioloģiskās bāzes. Bet šī tehnoloģija joprojām tiek izstrādāta.
- Bet protēžu ražošanas jomā 3D printeri jau tiek aktīvi izmantoti. Ar viņu palīdzību tiek izgatavoti dažādi implanti: kaulu un skrimšļu daļiņas.
- Trīsdimensiju printeri ir iesaistīti arī dārgu iekārtu radīšanā: piemēram, bezpilota lidaparāts Polecat gandrīz pilnībā tika ražots, izmantojot 3D tehnoloģiju.
Kā redzat, atbilde uz jautājumu par to, ko var izdarīt ar 3D printeri, ir diezgan plaša. Visticamāk, šī joma turpinās aktīvi attīstīties, un tā nesīs daudz cilvēku civilizācijas priekšrocību. 3D printera iespējas ir gandrīz bezgalīgas.
3D drukāšanas iespējas
Tie cilvēki, kuri vēlas iegādāties šādu ierīci mājās, droši vien domā, kur iegūt plastmasu 3D printerim. Šobrīd krājumus var brīvi iegādāties jebkurā veikalā lielākajās pilsētās.
Dažādām plastmasām ir atšķirīgs sastāvs, kas nozīmē, ka gatavā produkta īpašības atšķiras atkarībā no izmantotā materiāla. Kādus plastmasas veidus var atrast tirgū?
- ABS plastmasai ir visaugstākā izturība un tā ir ļoti izturīga pret triecieniem.
- Videi draudzīgākie ir PLA un Laywood. Tie ir izgatavoti no dabīgiem materiāliem: kukurūzas, cukurniedru vai koka. Pēc kalpošanas laika beigām produktus, kas izgatavoti no šāda materiāla, var pārstrādāt.
- WATSON ir pazīstams ar savu caurspīdīgo tekstūru. Viņiem patīk izmantot šāda veida plastmasu mehānismu pārbaudes modeļos, kad ir nepieciešams novērot, kādi procesi notiek, piemēram, automašīnā.
- Akrila vai PMMA ir vispopulārākās, it īpaši mājas apstākļos. Šis materiāls ir izturīgs, izturīgs un nepretenciozs.
Plašs 3D printeru plastmasas klāsts ļauj izvēlēties kompozīciju, kas piemērota konkrētiem mērķiem.
Izmaksas
3D printeru cenas ir atkarīgas no iekārtas mēroga un mērķa. Mājas ierīces var iegādāties par 160-180 tūkstošiem rubļu. Viņi varēs izgatavot vienkāršus modeļus un detaļas. Nelielus ķīniešu prototipus var atrast par 16–30 tūkstošiem, taču darbos viņi sevi parāda nevis no labākās puses.
Metāla vai plastmasas 3D printeru ražošanas izmaksas sākas ar 1,5 miljoniem rubļu un sasniedz astronomiskās cenas par jaunākajiem tirgus jauninājumiem.
Klientu atsauksmes
Kādas atsauksmes raksta tie, kuri pēc savas pieredzes mēģināja izdrukāt trīsdimensiju attēlus? Cilvēki pērk 3D printerus galvenokārt sev, lai apmierinātu viņu interesi un izdrukātu interesantas un neparastas lietas vai arī biznesam. Un tie, un citi parasti ir apmierināti ar pirkumu, bet viņi iesaka vispirms uzmanīgi izlasīt atsauksmes par uzņēmuma produktiem. Jūsu iespaidi par 3D drukāšanu būs atkarīgi no drukas kvalitātes.
3D printera rokasgrāmata
Kā lietot 3D printeri? Vispirms datorā vai klēpjdatorā jāinstalē īpaša programmatūra. Pēc programmaparatūras instalēšanas un printera pievienošanas varat pāriet uz iestatījumiem. Parasti trīsdimensiju drukāšanā tiek izmantots ļoti daudz dažādu parametru, kurus var ievadīt attiecīgajā programmas cilnē. Jums var būt nepieciešams mazliet eksperimentēt, lai iegūtu perfektu rezultātu. Tad jums vajadzētu ielādēt 3D modeli programmā un sākt drukāt.
Kopsavilkums
3D printeriem ir lieliska nākotne.Iedomājieties, jūs varat nosūtīt trīsdimensiju izkārtojumu uz otru pasaules galu, kur tas tiks izdrukāts pāris stundu laikā. Kā cilvēki varēja ticēt kaut kam līdzīgam pirms 10-20 gadiem? Jaunā drukāšanas tehnoloģija slēpj milzīgu potenciālu, un kas zina, kāda būs nākotne 3D drukāšanas pasaulē.
