Vladlogistik.ru

3D-принтеры считаются современной заменой классическим способам индустриального производства. По собственной структуре они напоминают стандартные офисные принтеры, лишь издающие в 3-х плоскостях (длина, высота, глубь).

Устройства дают возможность производить малые либо большие масштабные объекты с разными физическими данными. При этом, аддитивное производство требует больших затрат, гарантирует отличную результативность по сравнению с классическими технологиями.

Побеседуем о том, что представляют из себя 3D-принтеры, как они работают, какие технологии применяют. Также разберем виды продукции, которую можно сделать при помощи этого оснащения.

Что такое 3D-принтер. Это особая техника для печати масштабных физических субъектов на базе цифровых компьютерных модификаций.

Главные части системы 3D-принтера:

открытый либо прикрытый каркас (камера комплектации);
станина – соединяет все компоненты и механизмы оснащения;
шаговый, прямолинейный моторы – приводят в перемещение механизм, отвечают за скорость и пунктуальность печатного процесса;
рабочая платформа (стол, печатная платформа) – плоскость, на которой создаются трехмерные компоненты;
издающая картина (шприцмашина) – система захвата отмеряет необходимое число источника, подает его через нагретое насадка, полужидкий пластик выжмется в качестве нитей;
фиксаторы – детекторы для определения координат печати, ограничения маневренных частей (обеспечивают работу в краях рабочей программы, наблюдают за заботливостью печати).

Действием печати управляют с помощью компьютерной программы, в которую за ранее грузят масштабную цифровую модель грядущего объекта, макетируют ее, задают фигуру, объемы, технологические характеристики. Целью сканера является преображение цифрового наброска в чувствительный вещественный субъект.

Есть очень много видов 3D-принтеров, которые отличаются по системе и применяемой технологии печати. Однако они все имеют суммарный механизм работы: послойное возведение 3Д-модели на базе данного образца печати любого пласта. Печать происходит в автоматическом режиме, снабжая предельно четкое проигрывание 3D-модели.

Способ возведения субъектов при помощи 3Д-принтера находится в зависимости от отличительных черт использования растрачиваемого источника: сплава либо пластика.

В ходе возведения печатная картина распыляет клей (связывающее вещество) на некоторые места в соответствии с данной платформой. Потом на платформу наносится железный пигмент, который затвердевает при контакте с клеем. Операция повторяется до окончания нанесения заключительного пласта.

В большинстве случаев, масштабные 3D-принтеры для работы с сплавами представляют из себя дорогостоящее, мощное индустриальное оборудование. Устройства применяются прежде всего для образования субъектов с трудной геометрией, литье и машинная обработка которых считаются в последней стадии трудоемкими, и существенно удорожают производство.

Принтеры по сплаву востребованы в изготовлении:

зубных коронок, стоматологических мостов;
персональных лечебных имплантатов;
ювелирных украшений;
макетов стоковых компонентов, использующихся для тестов, испытаний в летной либо авто индустрии.

По сравнению с традиционными производственными способами, масштабные принтеры дают возможность производить объекты из сплава с массой на 60% меньше. Трехмерная печать существенно снижает уровень отходов и помогает сберегать огромные масштабы средств. В особенности это важно для летной индустрии, где % отходов при классическом изготовлении может добиваться 90%. Еще один плюс аддитивной техники – гораздо более бережливое потребление.

3д печать по пластику. Создание изделий из пластика (АБС, PLA и другие.) при помощи аддитивных технологий основывается на расплавлении расходника до водянистой смеси. Пластмассовый филамент сервируется в качестве литой нити (трубки), нагревается, плавится при прохождении через насадка экструдера, потом выжмется в необходимые места на десктопе.

Техника для печати по термопластику применяется в основном дома либо на заводах большого бизнеса. На ней производят подарки, разные макеты, детали дизайна, макеты обуви либо одежды и другие. Способ оценивают за высочайшее качество печати изделий и огромные возможности их кастомизации. Иные преимущества печати пластмассой — небольшое число отходов, экологичность процесса, многообразие материалов и самые короткие сроки прототипирования.

Процесс возведения трехмерных физических субъектов при помощи 3D-печатного оснащения состоит из нескольких рубежей:

Разработка электронной модификации. Применяют готовую модель, полученную из доступных источников (CG Trader, Thingiverse и т.п.) либо скачать модель, сделанную при помощи 3D-сканера. Также можно спроектировать набросок в особом программном снабжении (Blender, AutoCAD, AutoDesk, Фьюжн360 и другие.). Готовую цифровую модель сохраняют в одном из принятых форматов (.3DS, .FBX, .OBJ, .STL и другие.) и вывозят на персональный компьютер.

Подготовка документа к печати. Для этого применяют особые программы-слайсеры (например, Cura, AstroPrint, Simplify3D и другие.). За ранее настроенная программа «нарезает» модель на узкие слои и задает координаты перемещения для экструдера на любом покрове. Готовый документ с данными субъекта вывозится на персональный компьютер в формате .gcode и грузится в принтер.

Подготовка печатного устройства. Обследуется бесперебойность автономных элементов системы, градуируются участки, разогревается насадка, подготавливается растрачиваемый источник (ставится филамент либо гасится фотополимерная смола) и т.д.

Печать. На панели управления выбирается необходимый документ и направляется на печать.
Постобработка. На готовой модификации могут остаться выпуклости либо часть поддерживающих частей, которые необходимо удалить при помощи наждачной бумажки, надфиля, конторского ножика либо прочих приборов. Если для печати применяются отверждаемые фотополимеры, то постобработка модификаций состоит в их промывке в спирте и специальной засветке в УФ-камере до общего отверждения.

Трехмерные объекты распечатываются по 3D-чертежу, который формируется в дополнительной платформе, потом сохраняется в формате STL либо другом принятом формате. Документ с чертежом грузят в слайсер и обрабатывают (нарезают на слои некоторой толщины, задают насыщенность и прочие физические характеристики). В итоге формируется аннотация для издающей головки, которую посылают на принтер. 3D-чертежи можно делать собственноручно в программе-конструкторе.

На сегодняшний день есть не менее 10 важных технологий масштабной печати. Разберем наиболее распространенные из них.

Стереолитография (SLA – «stereolithography apparatus», «стереолитографический аппарат», либо Stop loss – «stereolithography») базируется на послойном отверждении водянистых материалов под влиянием лучей лазера. В роли расходников используются разные фотополимеры, т.е. вещества, изменяющие собственные характеристики и получающие верность под влиянием УФ лучей. Характеристики препаратов находятся в зависимости от длительности влияния и ширины УФ-волны.

Особенности технологии:

Внутрь ванночки с водянистой фотополимерной смолой располагают ажурную платформу для возведения субъекта.
Рабочая платформа обладает на глубине, равной одному пласту фотополимера.
Лазерный поток влияет на некоторые отделы смолы, снабжая их затвердевание.
Платформа спускается на толщину одного пласта, процесс повторяется.

Написанный объект подвергают постобработке: спускают в ванну с особым составом для снятия бесполезных частей, потом извлекают и облучают светом для общего отверждения.

Стереолитография популярна в научных изысканиях (к примеру, для визуализации газо- и гидродинамических потоков внутри бесцветных модификаций). Ее используют в стоматологии (изготовление модификаций костей, зубов больных), филигранном деле и т.д.

Технология FDM (Fused Deposition Modeling) базируется на прогнозировании компонентов способом наплавления. Другое ее наименование – FFF (Fused Filament Fabrication – «производство способом наплавления нитей»).

Объекты формируются послойно из за ранее жидкой нити пластика. Шприцмашина подает источник и кладет его в положение, данное платформой. Готовые изделия, в большинстве случаев, нуждаются в специальной обработке для выравнивания плоскости.

С помощью FDM-принтеров можно выполнять разные изделия. Это могут быть товары всенародного употребления (компоненты для домашней техники, игрушки, мебель и т.п.). Детали для точного оснащения, макеты изделий для низкого, среднего стокового производства, и прочее. Способ FDM нормально подходит для производства габаритных объектов с финансовой и утилитарной позиции.

СЛС (Selective Laser Sintering) – это технология избирательного (частичного) лазерного спекания. Способ печати основывается на применении углекислотного лазера и подобных материалов, как порошки из металлов, стекла, полимеров либо керамики.

И в том числе, могут применяться порошки в качестве гранул, заключающихся из железного ядра и оболочки из легкоплавкого источника. Лазерный поток частично разогревает пигмент до температуры плавления, и некоторые капсулы спекаются воедино, создавая крепкую, жесткую конструкцию. Чем выше температура спекания, тем выше должна быть производительность лазера. Содержание нескольких лазеров повышает скорость работы SLS-принтера.

Необходимо отметить, что при печати способом СЛС происходит лишь неполное таяние плоскости гранул порошка.

Эта технология нормально подходит для производства объектов с трудной геометрией, к примеру, точных индустриальных компонентов для многофункционального испытания либо элементов устройств и двигателей.

DLP (Диджитал Light Processing) – это цифровая обработка светом. Световой поток влияет на фотополимерную смолу, в итоге источник затвердевает. Для печати применяется светодиодная сетка с пикселями в качестве микроскопичных зеркал. Основное различие технологии – засвечивается вся плоскость, другими словами любой пласт формируется мгновенно, что существенно форсирует печать без ущерба ее качеству.

DLP – одна из наиболее четких, высокоскоростных печатных технологий. Области ее использования – медицина (стоматология), филигранное дело, искусство, исследования и другие. Готовые модификации необходимо хранить от света, по-другому они могут накрыться трещинками и стать непрочными.

Способ заключается в послойном отверждении (полимеризации) распыленного жидкого полимера под влиянием УФ лучей. Готовые модификации не требуют специальной обработки. Можно работать с разнородными элементами, включая композиты. Также доступно создание многоцветных субъектов (применение трудной цветопередачи с гаммой не менее 1000 цветов).

Polyjet-принтеры как правило имеют несколько печатных головок, что предоставляет возможность формировать несколько объектов синхронно либо форсировать печать одного субъекта.

Готовые компоненты имеют постоянные арифметические формы и отлично приглаженную плоскость. Они без проблем поддаются обработке (окрашиванию, склейке, шлифовке, распиливанию, сверлению и т.п.) и целиком готовы к работы.

Способ Polyjet оптимален для производства испытательных модификаций, макетов, примеров для литья в полимер и прочих товаров.