Daugelis pasauliečių galvoja apie 3D spausdinimą kaip medžiagos išspaudimą iš karšto antgalio ir sudėliojimą į formas, tačiau 3D spausdinimas yra daug daugiau! Šiandien mes jums pristatysime septynis 3D spausdinimo procesų tipus. Netgi 3D spausdinimo naujokas gali aiškiai atskirti skirtingus 3D spausdinimo procesus.
Tiesą sakant, 3D spausdinimas, dar žinomas kaip priedų gamyba, yra bendras terminas, apimantis kelis skirtingus 3D spausdinimo procesus. Technologijos pasauliai skiriasi, tačiau pagrindinis procesas yra tas pats. Pavyzdžiui, visas 3D spausdinimas prasideda nuo skaitmeninio modelio, nes technologija yra skaitmeninio pobūdžio. Dalis arba gaminys iš pradžių buvo sukurti naudojant kompiuterinio projektavimo (CAD) programinę įrangą arba elektroninį failą, gautą iš skaitmeninės dalių bibliotekos. Tada dizaino failas suskaidomas į dalis arba sluoksnius 3D spausdinimui naudojant specialią kūrimo paruošimo programinę įrangą, kuri sukuria kelio instrukcijas, kuriomis 3D spausdintuvas turi vadovautis. Tada sužinosite apie šių technologijų skirtumus ir įprastą kiekvienos iš jų naudojimą.
Kodėl 7 tipai?
Priedų gamybos tipus galima suskirstyti pagal gaminamus produktus arba naudojamų medžiagų tipus, o Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO) juos suskirsto į septynis bendruosius tipus (tačiau šios septynios 3D spausdinimo kategorijos taip pat stengiasi aprėpti vis didesnį skaičių). technologijų potipių ir hibridinių technikų). :
●Medžiagų ekstruzija
●Redukcinis agregavimas
●Mitelių sluoksnio suliejimas
●Medžiagos įpurškimas
●Binder Jetting
●Kreiptinis energijos nusėdimas
●Lakštų laminavimas
1. Medžiagos išspaudimas
△ Medžiagų ekstruzijos 3D spausdinimas
Medžiagos ekstruzija daro tai, ką rodo pavadinimas: medžiaga išspaudžiama per antgalį. Paprastai medžiaga yra plastiko siūlas, kuris išlydomas ir išspaudžiamas per šildomą antgalį. Spausdintuvas pateikia medžiagą kūrimo platformoje proceso keliu, gautu iš programinės įrangos. Tada siūlas atvėsta ir sukietėja, kad susidarytų kietas objektas. Tai yra labiausiai paplitusi 3D spausdinimo forma. Iš pirmo žvilgsnio tai skamba paprastai, tačiau iš tikrųjų tai labai plati kategorija, kai atsižvelgiama į medžiagas, kurios yra išspaudžiamos, įskaitant plastiką, metalus, betoną, biogelius ir įvairius maisto produktus. Šio tipo 3D spausdintuvų kainos svyruoja nuo 100 USD iki septynių skaitmenų.
Medžiagų ekstruzijos potipiai: lydyto nusodinimo modeliavimas (FDM), architektūrinis 3D spausdinimas, mikro 3D spausdinimas, bio 3D spausdinimas
●Medžiaga: plastikas, metalas, maistas, betonas ir kt.
●Matmenų tikslumas: ±{0}},5 proc. (apatinė riba ±0,5 mm)
●Bendrosios programos: prototipai, elektriniai gaubtai, formos ir tinkamumo bandymai, strėlės ir armatūra, investicinio liejimo modeliai, namai ir kt.
●Privalumai: Mažiausios kainos 3D spausdinimo būdas, platus medžiagų pasirinkimas
●Trūkumai: dažniausiai žemos medžiagos savybės (stiprumas, ilgaamžiškumas ir kt.), dažniausiai mažas matmenų tikslumas
a. Lydytojo nusodinimo modeliavimas (FDM)
△ FDM dalys gali būti pagamintos iš metalo arba plastiko įvairiuose 3D spausdintuvuose
FDM 3D spausdintuvai yra kelių milijardų dolerių rinka, kurioje yra tūkstančiai mašinų – nuo pagrindinių modelių iki sudėtingų gamintojų modelių. FDM mašinos vadinamos Fused Filament Fabrication (FFF), kuri yra lygiai tokia pati technologija. Kaip ir visi 3D spausdinimo būdai, FDM prasideda nuo skaitmeninio modelio, kuris vėliau paverčiamas keliu, kuriuo gali sekti 3D spausdintuvas. Naudojant FDM, kaitinimo siūlas ant ritės įkeliamas į 3D spausdintuvą po vieną (arba kelis vienu metu), o tada tiekiamas į spausdintuvo antgalį, esantį ekstruzijos galvutėje. Spausdintuvo antgalis arba purkštukai įkaitinami iki reikiamos temperatūros, kad siūlas suminkštėtų, kad vienas po kito einantys sluoksniai susijungtų ir sudarytų tvirtą dalį.
Kai spausdintuvas judina ekstruzijos galvutę pagal nurodytas koordinates XY plokštumoje, jis toliau kloja pirmąjį sluoksnį. Tada ekstruzijos galvutė pakeliama į kitą aukštį (Z plokštuma) ir kartojamas skerspjūvių spausdinimo procesas, statant sluoksnis po sluoksnio, kol objektas visiškai susiformuoja. Priklausomai nuo objekto geometrijos, kartais reikia pridėti atraminių konstrukcijų, kurios paremtų modelį spausdinant, pavyzdžiui, jei modelis turi stačias iškyšas. Šios atramos pašalinamos po spausdinimo. Kai kurios atraminės konstrukcijos medžiagos gali būti ištirpintos vandenyje ar kitame tirpale.
△FDM 3D spausdintuvai siūlo platų mašinų asortimentą mėgėjams, mažoms įmonėms ir gamintojams (šaltiniai: Creality, Raise3D, Stratasys)
b. 3D biospausdinimas
△ 3D biospausdinimas yra panašus į tradicinį 3D spausdinimą, tačiau žaliavos labai skiriasi
3D biospausdinimas arba 3D biospausdinimas yra priedų gamybos procesas, kurio metu organinės arba biologinės medžiagos, tokios kaip gyvos ląstelės ir maistinės medžiagos, sujungiamos, kad būtų sukurtos natūralios trimatės audinių struktūros. Kitaip tariant, biospausdinimas yra 3D spausdinimo rūšis, kuri gali pagaminti bet ką – nuo kaulinio audinio ir kraujagyslių iki gyvo audinio. Jis naudojamas įvairiems medicininiams tyrimams ir pritaikymams, įskaitant audinių inžineriją, vaistų testavimą ir kūrimą bei novatoriškas regeneracinės medicinos terapijas. Tikrasis 3D biospausdinimo apibrėžimas vis dar vystosi. Iš esmės 3D biospausdinimas veikia panašiai kaip FDM 3D spausdinimas ir priklauso medžiagų ekstruzijos šeimai. (Nors ekstruzija nėra vienintelis biospausdinimo būdas)
3D biospausdinimui naudojama medžiaga, išstumta iš adatos (biorašalas), kad būtų sukurti spausdinami sluoksniai. Šias medžiagas, žinomas kaip biorašalai, daugiausia sudaro gyvos medžiagos, tokios kaip nešiklio ląstelės, tokios kaip kolagenas, želatina, hialurono rūgštis, šilkas, alginatas arba nanoceliuliozė, molekulės, kurios veikia kaip struktūrinis augimas ir maistinės medžiagos. Laikiklis atramai.
c. Architektūrinis 3D spausdinimas
△ Architektūrinis 3D spausdinimas
Architektūrinis 3D spausdinimas yra sparčiai auganti medžiagų ekstruzijos sritis. Ši technika apima statybinių medžiagų, tokių kaip betonas, išspaudimą per purkštukus, naudojant labai didelius 3D spausdintuvus (dažnai dešimčių metrų aukščio). Šios mašinos dažniausiai būna portalinių arba robotinių rankų sistemų. 3D architektūrinio spausdinimo technologija šiandien naudojama namuose, architektūriniuose objektuose ir statybos projektuose nuo šulinių iki sienų. Mokslininkai teigia, kad tai gali gerokai pakeisti visą statybų pramonę, nes sumažina darbo jėgos poreikį ir statybinių atliekų kiekį.
JAV ir Europoje yra dešimtys 3D spausdintų namų, atliekami tyrimai, skirti sukurti 3D statybos metodus, kurie panaudos Mėnulyje ir Marse randamas medžiagas būsimoms ekspedicijoms kurti. Spausdinimas naudojant vietinį gruntą vietoj betono taip pat sulaukė dėmesio kaip tvaresnis statybos būdas.
