Як працює 3D-друкарський принтер?
ЩО ТАКЕ 3D-ДРУК?
3D-друк використовує спеціалізоване обладнання для створення цілісних тривимірних об'єктів з цифрового файлу. Ця практика існує з 1980-х років, коли Чарльз В. Халл винайшов цей процес і створив першу деталь, надруковану на 3D-принтері. Відтоді галузь 3D-друку зросла в геометричній прогресії та відкриває незліченну кількість можливостей.
Огляд 3D-друку
3D-друк – це процес, який використовує автоматизоване проектування, або САПР, для створення об'єктів шар за шаром. 3D-друк зазвичай використовується у виробництві та автомобільній промисловості, де інструменти та деталі виготовляються за допомогою 3D-принтерів.
Зі зростанням можливостей 3D-друку зростає і його вартість: за оцінками, до 2029 року вартість індустрії 3D-друку досягне 84 мільярдів доларів. Це зростання означає, що ми обов'язково взаємодіятимемо з продуктами — і навіть будинками та будівлями — виготовленими за допомогою 3D-друку.
3D-друк також змінює галузь охорони здоров'я. У 2020 році пандемія COVID-19 перевантажила лікарні та збільшила потребу в засобах індивідуального захисту. Багато медичних закладів звернулися до 3D-друку, щоб забезпечити своїх співробітників вкрай необхідним захисним спорядженням, а також деталями для ремонту апаратів штучної вентиляції легень. Великі корпорації, стартапи та навіть учні старших класів із 3D-принтерами взялися за справу та відгукнулися на цей заклик. 3D-друк не лише змінить те, як ми виготовляємо ЗІЗ та медичне обладнання, але й спростить протезування та імплантати.
Хоча 3D-друк не є чимось новим, дехто все ще цікавиться, що таке 3D-друк і як він працює. Ось посібник із розуміння 3D-друку.
Що таке 3D-принтери?
Коротше кажучи, 3D-принтери використовують САПР для створення 3D-об'єктів з різноманітних матеріалів, таких як розплавлений пластик або порошки. 3D-принтери можуть бути різних форм і розмірів, починаючи від обладнання, яке може поміститися на столі, і закінчуючи великими будівельними моделями, що використовуються для виготовлення будинків, надрукованих за допомогою 3D-друку. Існує три основні типи 3D-принтерів, і кожен з них використовує дещо інший метод.
ВИДИ 3D-ПРИНТЕРІВ
Стереолітографічні, або SLA-принтери, оснащені лазером, який перетворює рідку смолу на пластик.
Селективне лазерне спікання, або SLS-принтери, мають лазер, який спікає частинки полімерного порошку у вже тверду структуру.
Найпоширенішими є принтери для моделювання методом наплавлення, або FDM. Ці принтери випускають термопластичні нитки, які розплавляються через гаряче сопло, утворюючи об'єкт шар за шаром.
3D-принтери не схожі на ті чарівні коробки з науково-фантастичних шоу. Швидше, принтери, які діють дещо подібно до традиційних 2D-струменевих принтерів, використовують метод нашарування для створення бажаного об'єкта. Вони працюють з нуля та накладають шар за шаром, доки об'єкт не виглядатиме точно так, як його задумали.
Чому 3D-принтери важливі для майбутнього?
Гнучкість, точність і швидкість 3D-принтерів роблять їх перспективним інструментом для майбутнього виробництва. Сьогодні багато 3D-принтерів використовуються для так званого швидкого прототипування.
Компанії по всьому світу зараз використовують 3D-принтери для створення своїх прототипів за лічені години, замість того, щоб витрачати місяці часу та потенційно мільйони доларів на дослідження та розробки. Фактично, деякі компанії стверджують, що 3D-принтери роблять процес створення прототипів у 10 разів швидшим і в п'ять разів дешевшим, ніж звичайні процеси досліджень і розробок.
3D-принтери можуть відігравати роль практично в кожній галузі. Вони використовуються не лише для створення прототипів. Багато 3D-принтерів виконують завдання друку готової продукції. Будівельна галузь фактично використовує цей футуристичний метод друку для друку цілих будинків. Школи по всьому світу використовують 3D-принтери, щоб привнести практичне навчання в клас, друкуючи тривимірні кістки динозаврів та деталі робототехніки. Гнучкість та адаптивність технології 3D-друку роблять її революційною для будь-якої галузі.
Що можна надрукувати на 3D-принтері?
3D-принтери мають надзвичайну гнучкість щодо того, що можна надрукувати з їх допомогою. Наприклад, вони можуть використовувати пластик для друку твердих матеріалів, таких як сонцезахисні окуляри. Вони також можуть створювати гнучкі об'єкти, включаючи чохли для телефонів або ручки велосипедів, використовуючи гібридний гумово-пластиковий порошок. Деякі 3D-принтери навіть мають можливість друкувати з вуглецевого волокна та металевих порошків для надзвичайно міцних промислових виробів. Ось кілька поширених застосувань 3D-друку.
Швидке прототипування та швидке виробництво
3D-друк надає компаніям низькоризиковий, недорогий та швидкий метод створення прототипів, що дозволяє їм перевіряти ефективність нового продукту та пришвидшувати розробку без потреби в дорогих моделях чи власних інструментах. Ще один крок — компанії в багатьох галузях використовують 3D-друк для швидкого виробництва, що дозволяє їм заощаджувати кошти при виробництві невеликих партій або скорочувати час друку.
Функціональні частини
З часом 3D-друк став більш функціональним і точним, що дозволяє створювати та купувати запатентовані або важкодоступні деталі для виробництва продукту вчасно. Крім того, машини та пристрої зношуються з часом і можуть потребувати швидкого ремонту, для чого 3D-друк пропонує спрощене рішення.
Інструменти
Як і функціональні деталі, інструменти також зношуються з часом і можуть стати недоступними, застарілими або дорогими для заміни. 3D-друк дозволяє легко виготовляти та замінювати інструменти для різних застосувань, зберігаючи їх високу міцність та можливість повторного використання.
Моделі
Хоча 3D-друк, можливо, і не зможе замінити всі форми виробництва, він пропонує недороге рішення для створення моделей для візуалізації концепцій у 3D. Від візуалізації споживчих товарів до архітектурних моделей, медичних моделей та освітніх інструментів. Оскільки вартість 3D-друку падає та продовжує ставати більш доступною, 3D-друк відкриває нові можливості для застосування моделювання.
