Marzenia o science fiction spełniają się: żyjemy w wieku, w którym sztuczna inteligencja nie jest już fikcją, a za pomocą drukarki można odtworzyć dowolną rzecz w trójwymiarowej przestrzeni. To prawda, że drukarka do tego powinna być wyjątkowa: z drukowaniem 3D. Teraz są one dostępne dla masowego konsumenta, ale wielu z nas tak naprawdę nie rozumie, jak możliwe jest drukowanie obiektów trójwymiarowych. O tym, co można zrobić na drukarce 3D w tym artykule.
Co to jest
Najpierw zastanów się, czym jest drukarka 3D. Drukowanie na papierze przy użyciu technologii dwuwymiarowej osiągnęło szczyt rozwoju. Rynek jest pełen różnych urządzeń do drukarek atramentowych i laserowych. Każdy może otworzyć studio drukowania obrazów w domu: drukarki są tak niedrogie i kompaktowe. Dlatego ludzkość postanowiła pójść dalej - ostatnio pojawiły się drukarki, na których można drukować trójwymiarowe obiekty. Co to jest drukarka 3D?
To urządzenie wykorzystuje metodę nakładania warstw. Podstawą jest wirtualny obraz w formacie trójwymiarowym, który drukarka zaczyna wytwarzać warstwa po warstwie.
Obecnie istnieją różne urządzenia, które mogą wykorzystywać różne materiały: od plastiku po metal. Dzięki technologii drukarek 3D możliwe jest wytwarzanie trójwymiarowych obiektów o dowolnym poziomie złożoności. Nawet części z ruchomymi częściami zostaną wydrukowane zgodnie z zamierzonym układem. Otwiera to szeroki zakres różnych eksperymentów i znacznie upraszcza życie.
Historia stworzenia
Chociaż technologie 3D stały się szeroko znane dopiero w ostatnich latach, pierwsze modele takich drukarek pojawiły się wiele lat temu. W 1934 roku Charles Hull jako pierwszy uruchomił drukarkę 3D, która drukuje obiekt za pomocą danych cyfrowych. W 1988 roku trafił do sprzedaży bardziej kompaktowy model do użytku domowego, zwany SLA-250.
Technologia nie stoi w miejscu. Jeśli pierwsze drukarki drukowały raczej niechlujne modele, to ich „potomkowie” stawali się coraz bardziej dokładni. W 1993 r. Solidscape rozpoczął produkcję drukarek atramentowych, które koncentrowały się na produkcji małych części o idealnie płaskiej powierzchni.
Mimo to popyt stymuluje produkcję, więc największy skok w rozwoju technologii 3D dokonano właśnie w XXI wieku. W 2005 roku pojawiło się pierwsze urządzenie, które mogło drukować kolorowe obiekty.
Co można zrobić na drukarce 3D? Obecnie drukowanie trójwymiarowe otwiera nieznane dotąd możliwości: na urządzeniach 3D można drukować prawie wszystko - od naczyń krwionośnych po wymiarowe meble lub broń. Przemysłowe drukarki 3D mogą wykonywać całe samoloty i budynki, a bardziej kompaktowe modele domowe są często używane do tworzenia modeli testowych i niezbędnych artykułów gospodarstwa domowego.
Zasada działania
Jak działa drukarka 3D? W chwili obecnej na rynku jest wiele modeli wykorzystujących różne technologie drukowania. Ale zasada jest taka sama dla wszystkich: w celu przetworzenia informacji trójwymiarowej drukarka dzieli model cyfrowy na przekroje, które następnie drukuje warstwa po warstwie. Wyobraź sobie stos papieru, na którym arkusz jest warstwą drukowaną o indywidualnym kształcie. Jeśli dodasz wszystkie arkusze razem, otrzymasz trójwymiarowy obiekt o podanych parametrach.
Różnica między różnymi modelami polega na zastosowaniu różnych materiałów drukarskich i doskonałych metod tworzenia warstw. Jednym z najbardziej atrakcyjnych i wygodnych dla zwykłych użytkowników jest druk FDM, podczas którego krople stopionego plastiku są wyciskane na powierzchnię platformy podstawowej.
Już wkrótce takie drukarki 3D będą mogły konkurować ze standardowymi metodami produkcji. Być może w niedalekiej przyszłości zamiast wizyty w sklepie wystarczy załadować odpowiednie modele do drukarki i pobrać je bez wychodzenia z urządzenia.
Technologia druku 3D
Jakie inne technologie drukowania 3D można wyróżnić?
- Technologia SLA jest najczęściej stosowana ze względu na wysoką prędkość drukowania. Na takiej drukarce wykonuje się model za pomocą lasera: wiązka jest kierowana na fotopolimer i twardnieje. Półprzezroczysty materiał można następnie łatwo zabarwić i skleić.
- Technologia SLS zachodzi przez spiekanie odczynników proszkowych przy użyciu tej samej wiązki laserowej. Charakterystyczną cechą tej metody jest możliwość wykorzystania zarówno tworzyw sztucznych, jak i materiałów metalowych w procesie produkcyjnym.
- Technologia DLP jest najmłodsza na rynku. Drukarki 3D o podobnej metodzie drukowania są dość kompaktowe i wykorzystują światło do stworzenia pożądanego projektu.
- Technologia EBM jest używana do drukowania metalu. Do tworzenia trójwymiarowych obiektów w takich przemysłowych drukarkach 3D stosuje się topienie wiązki elektronów. Metal nie jest bardzo skuteczny w tworzeniu małych części o precyzyjnych kształtach. Dlatego w drukarkach EBM stosowana jest glinka metalowa, która łączy plastyczność gliny z twardością metalu. 3D metalowa drukarka pozwala nam produkować nie tylko standardowe modele i przedmioty, ale także części poważnych konstrukcji: samolotów i statków.
- Technologia HPM (FDM) HPM pozwala produkować modele, które w tej chwili nie mają analogów, które mają wyjątkowe właściwości. Drukarki 3D z tą technologią są łatwe w utrzymaniu, kompaktowe i odpowiednie do użytku w dowolnym miejscu, od produkcji po biuro.
- Drukowanie „ręczne” jest nie mniej popularne niż trójwymiarowe trójwymiarowe modele drukarek. Reprezentuje takie urządzenie jak długopis, za pomocą którego „rysujesz” obiekt 3D. Długopisy wykorzystują technologie podobne do pełnoprawnych drukarek 3D: wytopiony materiał jest uwalniany z końcówki. Przy odpowiedniej zręczności możesz tworzyć dość dokładne modele i liczby.
Szeroka gama drukarek trójwymiarowych pozwala wybrać urządzenie specjalnie do swoich celów i budżetu.
Drukowanie w kolorze 3D
Ta technologia pozwala uzyskać w pełni wszystkie dostępne kolory. Modele drukowane na drukarkach 3D są zazwyczaj łatwe do barwienia. Ale w modelach kolorowych nadanie figurze pożądanego koloru następuje bezpośrednio podczas drukowania.
Za pomocą tej drukarki możesz tworzyć nie tylko jasne, ale także realistyczne obiekty o różnych kształtach i rozmiarach. Takie urządzenia są szczególnie popularne wśród projektantów, którzy często przy ich pomocy tworzą przedmioty artystyczne.
Jak działa drukowanie w kolorze? Najpierw urządzenie tworzy warstwę materiału podstawowego, a następnie za pomocą poruszającej się głowy maluje się na niej kropelki substancji klejącej, malując w pożądanych odcieniach.
Aplikacje do drukarek 3D
Technologia druku 3D otworzyła ogromne możliwości produkcji w prawie wszystkich najważniejszych obszarach życia ludzkiego. Co można zrobić na drukarkach 3D i gdzie są one używane?
- Produkcja broni. Czy uważasz, że plastikowy pistolet nie zadziała? Tak jak będzie! Zostało to udowodnione przez obywatela USA, który przyniósł na lotnisko pełnoprawną plastikową broń palną, której nie można było wykryć za pomocą wykrywaczy metali. W 2012 r. Firma Defense Distributed wprowadziła broń, którą każdy może wydrukować w domu na drukarce 3D z odpowiednim modelem.Następnie Stany Zjednoczone przyjęły ustawę zakazującą stosowania technologii trójwymiarowej w produkcji broni.
- Budowa domu jest teraz jeszcze łatwiejsza: technologia 3D weszła do branży budowlanej. Pierwszy dom został „wydrukowany” w 2014 roku, a cały budynek, wykonany przy użyciu druku 3D, został zaprezentowany publiczności w 2016 roku.
- W produkcji drukowanie trójwymiarowe może znacznie przyspieszyć proces produkcji części.
- Testowe drukarki 3D są obecnie w stanie reprodukować ludzkie narządy. W tym celu komórki pożądanego typu nanosi się na specjalną bazę biologiczną. Ale ta technologia jest wciąż w fazie rozwoju.
- Ale w dziedzinie produkcji protez drukarki 3D są już aktywnie wykorzystywane. Z ich pomocą powstają różne implanty: cząsteczki kości i chrząstki.
- Drukarki trójwymiarowe są również zaangażowane w tworzenie drogiego sprzętu: na przykład bezzałogowy samolot Polecat został prawie w całości wyprodukowany w technologii 3D.
Jak widać odpowiedź na pytanie, co można zrobić na drukarce 3D, jest dość obszerna. Najprawdopodobniej obszar ten będzie się nadal aktywnie rozwijać i przyniesie wiele korzyści ludzkiej cywilizacji. Możliwości drukarki 3D są prawie nieograniczone.
Funkcje drukowania 3D
Ci, którzy chcą kupić takie urządzenie w domu, prawdopodobnie zastanawiają się, skąd wziąć plastik do drukarki 3D. W tej chwili zapasy można swobodnie kupować w każdym sklepie w dużych miastach.
Różne tworzywa sztuczne mają różne składy, co oznacza, że cechy gotowego produktu różnią się w zależności od użytego materiału. Jakie rodzaje tworzyw sztucznych można znaleźć na rynku?
- Tworzywo ABS ma najwyższą wytrzymałość i jest bardzo odporne na wstrząsy.
- PLA i Laywood są najbardziej przyjazne dla środowiska. Wykonane są z naturalnych materiałów: kukurydzy, trzciny cukrowej lub drewna. Po zakończeniu okresu użytkowania produkty wykonane z takich materiałów można poddać recyklingowi.
- WATSON jest znany z półprzezroczystej tekstury. Lubią używać tego rodzaju plastiku w testowych modelach mechanizmów, gdy konieczne jest obserwowanie procesów zachodzących w środku, na przykład w samochodzie.
- Akryl lub PMMA są najbardziej popularne, szczególnie w zastosowaniach domowych. Materiał ten jest trwały, trwały i bezpretensjonalny.
Szeroka gama tworzyw sztucznych do drukarek 3D pozwala wybrać kompozycję odpowiednią do określonych celów.
Koszt
Ceny drukarek 3D zależą od skali i przeznaczenia urządzenia. Urządzenia domowe można kupić za 160-180 tysięcy rubli. Będą mogli produkować proste modele i części. Małe chińskie prototypy można znaleźć za 16-30 tysięcy, ale w pracy pokazują się nie z najlepszej strony.
Koszt produkcji drukarek 3D do metalu lub plastiku zaczyna się od 1,5 miliona rubli i osiąga astronomiczne ceny za najnowsze innowacje rynkowe.
Recenzje klientów
Jakie recenzje napisali ci, którzy z własnego doświadczenia próbowali wydrukować trójwymiarowe obrazy? Ludzie kupują drukarki 3D głównie dla siebie, aby zaspokoić swoje zainteresowanie i drukować ciekawe i niezwykłe rzeczy lub dla biznesu. Ci i inni są zazwyczaj zadowoleni z zakupu, ale zalecają najpierw uważne przeczytanie recenzji produktów firmy. Twoje wrażenia z drukowania 3D będą zależeć od jakości wydruku.
Instrukcja obsługi drukarki 3D
Jak korzystać z drukarki 3D? Najpierw musisz zainstalować specjalne oprogramowanie na komputerze lub laptopie. Po zainstalowaniu oprogramowania układowego i podłączeniu drukarki możesz przejść do ustawień. Zwykle drukowanie trójwymiarowe wykorzystuje ogromną różnorodność parametrów, które można wprowadzić w odpowiedniej zakładce programu. W tym momencie może być konieczne trochę eksperymentowania, aby uzyskać idealny wynik. Następnie należy załadować model 3D do programu i rozpocząć drukowanie.
Podsumowanie
Drukarki 3D mają wspaniałą przyszłość.Wyobraź sobie, że możesz wysłać trójwymiarowy układ na drugi koniec świata, gdzie zostanie wydrukowany za kilka godzin. Jak ludzie mogliby wierzyć w coś takiego 10-20 lat temu? Nowa technologia drukowania kryje ogromny potencjał i kto wie, jaka będzie przyszłość w świecie druku 3D.
