Τα όνειρα της επιστημονικής φαντασίας γίνονται πραγματικότητα: ζούμε σε έναν αιώνα, όταν η τεχνητή νοημοσύνη δεν είναι πλέον μυθοπλασία, και με τη βοήθεια ενός εκτυπωτή μπορείτε να αναδημιουργήσετε οτιδήποτε στον τρισδιάστατο χώρο. Είναι αλήθεια ότι ο εκτυπωτής για αυτό πρέπει να είναι ξεχωριστός: με 3D εκτύπωση. Τώρα αυτά είναι διαθέσιμα για τον μαζικό καταναλωτή, αλλά πολλοί από εμάς δεν καταλαβαίνουμε πραγματικά πώς είναι δυνατή η εκτύπωση τρισδιάστατων αντικειμένων. Σχετικά με το τι μπορεί να γίνει σε έναν εκτυπωτή 3D σε αυτό το άρθρο.
Τι είναι αυτό;
Αρχικά, σκεφτείτε τι είναι ένας εκτυπωτής 3D. Η εκτύπωση σε χαρτί με τη χρήση δισδιάστατων τεχνολογιών έχει φτάσει στο αποκορύφωμα της ανάπτυξής της. Η αγορά είναι γεμάτη από διάφορες συσκευές για εκτύπωση με λέιζερ. Ο καθένας μπορεί να ανοίξει ένα στούντιο εκτύπωσης εικόνων στο σπίτι: οι εκτυπωτές είναι τόσο προσιτοί και συμπαγείς. Ως εκ τούτου, η ανθρωπότητα αποφάσισε να προχωρήσει περισσότερο - πιο πρόσφατα εμφανίστηκαν εκτυπωτές στους οποίους είναι δυνατή η εκτύπωση τρισδιάστατων αντικειμένων. Τι είναι ένας εκτυπωτής 3D;
Αυτή είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί τη μέθοδο των layering things. Η βάση είναι μια εικονική εικόνα σε τρισδιάστατη μορφή, την οποία ο εκτυπωτής αρχίζει να παράγει στρώμα ανά στρώμα.
Προς το παρόν, υπάρχουν διαφορετικές συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά: από πλαστικό σε μέταλλο. Χάρη στην τεχνολογία εκτύπωσης 3D, είναι δυνατή η παραγωγή τρισδιάστατων αντικειμένων οποιουδήποτε επιπέδου πολυπλοκότητας. Ακόμη και τα εξαρτήματα με κινούμενα μέρη θα τυπωθούν σύμφωνα με την προβλεπόμενη διάταξη. Αυτό ανοίγει ευρύ πεδίο για διάφορα πειράματα και απλοποιεί σημαντικά τη ζωή.
Ιστορία της δημιουργίας
Αν και οι τεχνολογίες 3D έχουν γίνει ευρέως γνωστές μόνο τα τελευταία δύο χρόνια, τα πρώτα μοντέλα τέτοιων εκτυπωτών εμφανίστηκαν πριν από πολλά χρόνια. Το 1934, ο Charles Hull ήταν ο πρώτος που ξεκίνησε ένα 3D εκτυπωτή που εκτυπώνει ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας ψηφιακά δεδομένα. Το 1988, κυκλοφόρησε ένα πιο συμπαγές μοντέλο για οικιακή χρήση, που ονομάζεται SLA-250.
Η τεχνολογία δεν παραμένει ακίνητη. Εάν οι πρώτοι εκτυπωτές τυπώνουν μάλλον πλαστά μοντέλα, τότε οι "απόγονοί" τους έγιναν όλο και πιο ακριβείς. Το 1993, η Solidscape ξεκίνησε την παραγωγή εκτυπωτών inkjet που επικεντρώθηκαν στην παραγωγή μικρών εξαρτημάτων με μια τέλεια επίπεδη επιφάνεια.
Όμως, η ζήτηση διεγείρει την παραγωγή, έτσι το μεγαλύτερο άλμα στην ανάπτυξη της τεχνολογίας 3D έγινε ακριβώς στον 21ο αιώνα. Το 2005, εμφανίστηκε η πρώτη συσκευή που κατάφερε να εκτυπώσει έγχρωμα αντικείμενα.
Τι μπορεί να γίνει σε έναν εκτυπωτή 3D; Επί του παρόντος, η τρισδιάστατη εκτύπωση ανοίγει μέχρι τώρα άγνωστες δυνατότητες: σχεδόν οποιοδήποτε πράγμα μπορεί να εκτυπωθεί σε 3D συσκευές - από ένα αιμοφόρο αγγείο μέχρι έπιπλα διαστάσεων ή όπλα. Οι βιομηχανικοί εκτυπωτές 3D μπορούν να κατασκευάσουν ολόκληρα αεροσκάφη και κτίρια και πιο συμπαγή μοντέλα σπιτιού χρησιμοποιούνται συχνά για την παραγωγή δοκιμαστικών μοντέλων και απαραίτητων ειδών οικιακής χρήσης.
Αρχή λειτουργίας
Πώς λειτουργεί ένας εκτυπωτής 3D; Προς το παρόν, υπάρχουν πολλά μοντέλα στην αγορά που χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες εκτύπωσης. Αλλά η αρχή είναι η ίδια για όλους: για να επεξεργαστεί τρισδιάστατες πληροφορίες, ο εκτυπωτής διαιρεί το ψηφιακό μοντέλο σε διατομές, το οποίο στη συνέχεια εκτυπώνει το στρώμα από το στρώμα. Φανταστείτε μια στοίβα χαρτιού, όπου ένα φύλλο είναι ένα τυπωμένο στρώμα που έχει ένα ξεχωριστό σχήμα. Αν προσθέσετε όλα τα φύλλα μαζί, θα έχετε ένα τρισδιάστατο αντικείμενο με τις συγκεκριμένες παραμέτρους.
Η διαφορά μεταξύ των διαφορετικών μοντέλων είναι η χρήση διαφορετικών υλικών εκτύπωσης και εξαιρετικών μεθόδων κατασκευής στρώσεων. Ένα από τα πιο ελκυστικά και βολικά για τους απλούς χρήστες είναι η εκτύπωση FDM, κατά τη διάρκεια της οποίας οι σταγόνες τετηγμένου πλαστικού πιέζονται στην επιφάνεια της πλατφόρμας βάσης.
Πολύ σύντομα, αυτοί οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές θα είναι σε θέση να ανταγωνιστούν με τις συνήθεις μεθόδους παραγωγής. Ίσως στο εγγύς μέλλον, αντί για μια επίσκεψη στο κατάστημα, θα είναι αρκετό μόνο να φορτώσετε τα αντίστοιχα μοντέλα στον εκτυπωτή και να τα πάρετε χωρίς να αφήσετε τη συσκευή.
Τεχνολογία 3D εκτύπωσης
Τι άλλες τεχνολογίες εκτύπωσης 3D μπορούν να διακριθούν;
- Η τεχνολογία SLA χρησιμοποιείται ευρύτερα λόγω της υψηλής ταχύτητας εκτύπωσης. Ένα μοντέλο κατασκευάζεται σε έναν τέτοιο εκτυπωτή χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ: η δέσμη κατευθύνεται προς το φωτοπολυμερές και σκληραίνει. Το ημιδιαφανές υλικό στη συνέχεια κηλιδώνεται και κολλά εύκολα.
- Η τεχνολογία SLS λαμβάνει χώρα με τη συνύπαρξη αντιδραστηρίων σκόνης χρησιμοποιώντας την ίδια δέσμη λέιζερ. Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό αυτής της μεθόδου είναι η δυνατότητα χρήσης τόσο πλαστικών όσο και μεταλλικών υλικών στη διαδικασία κατασκευής.
- Η τεχνολογία DLP είναι η νεότερη στην αγορά. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές με μια παρόμοια μέθοδο εκτύπωσης είναι αρκετά συμπαγείς και χρησιμοποιούν το φως για να σχηματίσουν το επιθυμητό σχέδιο.
- Η τεχνολογία EBM χρησιμοποιείται για μεταλλική εκτύπωση. Για τη δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων σε τέτοιους βιομηχανικούς τρισδιάστατους εκτυπωτές, χρησιμοποιείται η τήξη ηλεκτρονικής δέσμης. Το μέταλλο δεν είναι πολύ αποτελεσματικό στη δημιουργία μικρών μερών με ακριβή σχήματα. Ως εκ τούτου, μεταλλικός πηλός χρησιμοποιείται σε εκτυπωτές EBM, ο οποίος συνδυάζει ολκιμότητα με πηλό και σκληρότητα μετάλλου. Ένας 3D μεταλλικός εκτυπωτής μας επιτρέπει να παράγουμε όχι μόνο τυποποιημένα μοντέλα και πράγματα, αλλά και τμήματα σοβαρών κατασκευών: αεροπλάνα και πλοία.
- HPM τεχνολογία (FDM) HPM επιτρέπει την παραγωγή μοντέλα που δεν έχουν αναλογικά προς το παρόν, τα οποία έχουν εξαιρετικά χαρακτηριστικά. Οι 3D εκτυπωτές με αυτή την τεχνολογία είναι εύκολο να διατηρηθούν, συμπαγείς και κατάλληλοι για χρήση οπουδήποτε από την παραγωγή έως το γραφείο.
- Η "χειρωνακτική" εκτύπωση δεν είναι λιγότερο δημοφιλής από τα τρισδιάστατα τρισδιάστατα μοντέλα εκτυπωτών. Αντιπροσωπεύει μια τέτοια συσκευή ως στυλό, με τη βοήθεια της οποίας "σχεδιάζετε" ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Τα στυλό χρησιμοποιούν τεχνολογίες παρόμοιες με τους πλήρως εκτυπωμένους εκτυπωτές 3D: το αλεσμένο υλικό απελευθερώνεται από την άκρη. Με σωστή επιδεξιότητα, μπορείτε να δημιουργήσετε αρκετά ακριβή μοντέλα και αριθμούς.
Μια ευρεία γκάμα τρισδιάστατων εκτυπωτών σας επιτρέπει να επιλέξετε τη συσκευή ειδικά για το σκοπό και τον προϋπολογισμό σας.
3D έγχρωμη εκτύπωση
Αυτή η τεχνολογία σας επιτρέπει να έχετε όλα τα διαθέσιμα χρώματα πλήρως. Τα μοντέλα που τυπώνονται σε τρισδιάστατους εκτυπωτές είναι συνήθως εύκολο να βαφούν. Αλλά σε έγχρωμα μοντέλα, δίνοντας στο σχήμα το επιθυμητό χρώμα εμφανίζεται απευθείας κατά την εκτύπωση.
Χρησιμοποιώντας αυτόν τον εκτυπωτή, μπορείτε να δημιουργήσετε όχι μόνο φωτεινά αλλά και ρεαλιστικά αντικείμενα διαφόρων σχημάτων και μεγεθών. Τέτοιες συσκευές είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς μεταξύ των σχεδιαστών, οι οποίοι συχνά δημιουργούν αντικείμενα τέχνης με τη βοήθειά τους.
Πώς λειτουργεί η έγχρωμη εκτύπωση; Πρώτον, ένα στρώμα του υλικού βάσης σχηματίζεται από τη συσκευή και, στη συνέχεια, με τη βοήθεια μιας κινητής κεφαλής, ζωγραφίζονται σταγονίδια της συγκολλητικής ουσίας, βαμμένα στις επιθυμητές αποχρώσεις.
Εφαρμογές 3D εκτυπωτή
Η τεχνολογία 3D εκτύπωσης άνοιξε τεράστιες ευκαιρίες για παραγωγή σε όλους σχεδόν τους σημαντικότερους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Τι μπορεί να γίνει σε εκτυπωτές 3D και πού χρησιμοποιούνται;
- Παραγωγή όπλων. Πιστεύετε ότι ένα πλαστικό όπλο δεν θα λειτουργήσει; Ακόμη και όπως θα είναι! Αυτό αποδείχθηκε από έναν πολίτη των ΗΠΑ που μετέφερε ένα πλήρες πυροβόλο όπλο στο αεροδρόμιο, το οποίο δεν μπορούσε να ανιχνευθεί σε ανιχνευτές μετάλλων. Και το 2012, το Defense Distributed εισήγαγε ένα όπλο που ο καθένας μπορεί να τυπώσει στο σπίτι σε έναν 3D εκτυπωτή με το κατάλληλο μοντέλο.Μετά από αυτό, οι Ηνωμένες Πολιτείες ψήφισαν έναν νόμο που απαγόρευε τη χρήση τρισδιάστατης τεχνολογίας στην κατασκευή όπλων.
- Η οικοδόμηση ενός σπιτιού είναι ακόμα πιο εύκολη: η τεχνολογία 3D έχει έρθει στον κατασκευαστικό κλάδο. Το πρώτο σπίτι τυπώθηκε το 2014 και ολόκληρο το κτίριο, που κατασκευάστηκε με εκτύπωση 3D, παρουσιάστηκε στο ευρύ κοινό το 2016.
- Στην παραγωγή, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων.
- Οι δοκιμαστικοί εκτυπωτές 3D είναι σήμερα ικανοί να αναπαράγουν ανθρώπινα όργανα. Για αυτό, τα κύτταρα του επιθυμητού τύπου εφαρμόζονται σε μια ειδική βιολογική βάση. Αλλά αυτή η τεχνολογία είναι ακόμα υπό ανάπτυξη.
- Όμως, στον τομέα της κατασκευής προσθετικών, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούνται ήδη ενεργά. Με τη βοήθειά τους, παράγονται διάφορα εμφυτεύματα: σωματίδια οστών και χόνδρου.
- Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές συμμετέχουν επίσης στη δημιουργία δαπανηρού εξοπλισμού: για παράδειγμα, τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη Polecat κατασκευάστηκαν σχεδόν εξ ολοκλήρου χρησιμοποιώντας τεχνολογία 3D.
Όπως μπορείτε να δείτε, η απάντηση στο ερώτημα του τι μπορεί να γίνει σε ένα 3D εκτυπωτή είναι αρκετά εκτεταμένη. Πιθανότατα, ο τομέας αυτός θα συνεχίσει να αναπτύσσεται ενεργά και θα φέρει πολλά πλεονεκτήματα του ανθρώπινου πολιτισμού. Οι δυνατότητες ενός 3D εκτυπωτή είναι σχεδόν ατελείωτες.
Χαρακτηριστικά 3D εκτύπωσης
Αυτοί οι άνθρωποι που θέλουν να αγοράσουν μια τέτοια συσκευή στο σπίτι αναρωτιούνται πιθανώς από πού να πάρουν πλαστικό για έναν 3D εκτυπωτή. Προς το παρόν, οι προμήθειες μπορούν να αγοραστούν ελεύθερα σε οποιοδήποτε κατάστημα σε μεγάλες πόλεις.
Τα διαφορετικά πλαστικά έχουν διαφορετικές συνθέσεις, πράγμα που σημαίνει ότι τα χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος ποικίλλουν ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο υλικό. Ποιοι τύποι πλαστικών μπορούν να βρεθούν στην αγορά;
- Το ABS πλαστικό έχει την υψηλότερη αντοχή και είναι πολύ ανθεκτικό σε σοκ.
- Το PLA και το Laywood είναι τα πιο φιλικά προς το περιβάλλον. Είναι κατασκευασμένα από φυσικά υλικά: καλαμπόκι, ζαχαροκάλαμο ή ξύλο. Μετά το πέρας της ζωής τους, τα προϊόντα που κατασκευάζονται από τέτοια υλικά μπορούν να ανακυκλωθούν.
- Το WATSON είναι γνωστό για την ημιδιαφανή υφή του. Τους αρέσει να χρησιμοποιούν αυτό το είδος πλαστικού σε δοκιμαστικά μοντέλα μηχανισμών, όταν είναι απαραίτητο να παρατηρήσουμε τι διεργασίες συμβαίνουν μέσα, για παράδειγμα, σε ένα αυτοκίνητο.
- Τα ακρυλικά ή τα PMMA είναι τα πιο δημοφιλή, ειδικά στην οικιακή χρήση. Αυτό το υλικό είναι ανθεκτικό, ανθεκτικό και ανεπιτήδευτο.
Μια μεγάλη ποικιλία πλαστικών για 3D εκτυπωτές σας επιτρέπει να επιλέξετε μια σύνθεση που είναι κατάλληλη για συγκεκριμένους σκοπούς.
Κόστος
Οι τιμές για τους εκτυπωτές 3D εξαρτώνται από την κλίμακα και το σκοπό του μηχανήματος. Οι οικιακές συσκευές μπορούν να αγοραστούν για 160-180 χιλιάδες ρούβλια. Θα είναι σε θέση να παράγουν απλά μοντέλα και εξαρτήματα. Τα μικρά κινεζικά πρωτότυπα μπορούν να βρεθούν για 16-30 χιλιάδες, αλλά στο έργο δεν εμφανίζονται από την καλύτερη πλευρά.
Το κόστος κατασκευής 3D εκτυπωτών για μέταλλο ή πλαστικό ξεκινά από 1,5 εκατομμύρια ρούβλια και φτάνει σε αστρονομικές τιμές για τις τελευταίες καινοτομίες της αγοράς.
Κριτικές πελατών
Τι σχόλια γράφουν όσοι, με τη δική τους εμπειρία, προσπάθησαν να τυπώσουν τρισδιάστατες εικόνες; Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές αγοράζονται από ανθρώπους, κυρίως για τον εαυτό τους, για να ικανοποιήσουν το ενδιαφέρον τους και να τυπώσουν ενδιαφέροντα και ασυνήθιστα πράγματα ή για επιχειρήσεις. Και αυτοί και άλλοι συνήθως ικανοποιούνται με την αγορά, αλλά συνιστούν να διαβάσετε προσεκτικά τις κριτικές σχετικά με τα προϊόντα μιας εταιρείας. Οι εντυπώσεις σας για τρισδιάστατη εκτύπωση θα εξαρτηθούν από την ποιότητα εκτύπωσης.
Οδηγία εκτυπωτή 3D
Πώς να χρησιμοποιήσετε έναν εκτυπωτή 3D; Πρώτα πρέπει να εγκαταστήσετε ειδικό λογισμικό στον υπολογιστή ή στον φορητό υπολογιστή σας. Αφού εγκαταστήσετε το υλικολογισμικό και συνδέσετε τον εκτυπωτή, μπορείτε να μεταβείτε στις ρυθμίσεις. Τυπικά, η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιεί μια τεράστια ποικιλία παραμέτρων που μπορούν να εισαχθούν στην αντίστοιχη καρτέλα του προγράμματος. Ίσως χρειαστεί να πειραματιστείτε λίγο σε αυτό το σημείο για να έχετε το τέλειο αποτέλεσμα. Στη συνέχεια, πρέπει να τοποθετήσετε το μοντέλο 3D στο πρόγραμμα και να ξεκινήσετε την εκτύπωση.
Περίληψη
Οι 3D εκτυπωτές έχουν ένα μεγάλο μέλλον.Απλώς φανταστείτε, μπορείτε να στείλετε μια τρισδιάστατη διάταξη στο άλλο άκρο του κόσμου, όπου θα εκτυπωθεί σε μερικές ώρες. Πώς μπορούσαν οι άνθρωποι να πιστέψουν σε κάτι τέτοιο πριν από 10-20 χρόνια; Η νέα τεχνολογία εκτύπωσης κρύβει ένα τεράστιο δυναμικό και ποιος ξέρει τι θα είναι το μέλλον στον κόσμο της 3D εκτύπωσης.
