Vad är en 3D-skrivare

En av de mest lovande trenderna i den moderna världen är skapandet av tredimensionella objekt med hjälp av 3D-utskrift. Utskriftsteknik låter dig skapa ganska komplexa och detaljerade produkter. Idag är användningen av 3D-utskrift möjlig inte bara på produktionsplatser utan också hemma; för att göra detta räcker det att köpa en 3D-skrivare.

Vad är en 3D-skrivare?

En tredimensionell skrivare är en enhet som kan skapa objekt baserat på skapade digitala 3D-modeller. Produkter erhålls genom skikt-för-skikt applicering av material. Termoplast- och fotopolymerhartser används som bas, men med utvecklingen av tekniken ökar antalet material som används som råmaterial.

Tillverkningsproceduren ser ut så här:

1. Processen att skapa en 3D-modell sker, d.v.s. en visuell bild av den framtida produkten utvecklas samtidigt som alla proportioner bibehålls. Modellen skapas med hjälp av specialiserad programvara.
2. När du har skapat modellen måste du bearbeta filen. Bearbetningen består av att konvertera filen till en digital kod som delar upp hela modellen i många parallella lager. På så sätt genereras kommandon för 3D-enheten, som distribuerar materialet för att skapa objektet.
3. Det sista steget är 3D-printning av produkten, d.v.s. processen att skapa en produkt genom lager-för-lager applicering av material.Processen utförs med hjälp av ett skrivhuvud (extruder), som rör sig längs 0Y- och 0X-axlarna, d.v.s. materialet matas endast längs horisontalplanet i enlighet med lagrets programkod. För att applicera nästa lager, rör sig extrudern längs den vertikala styrningen (längs 0Z-axeln) på ett avstånd som är lika med lagrets storlek. Därefter börjar nästa horisontella lager appliceras.

Referens: Tryckprocessen kan skilja sig beroende på tillverkningsteknik, men den allmänna processen för att skapa produkter består av skikt-för-skikt applicering av materialet.

Typer av 3D-skrivare

Enheter delas upp beroende på det unika i tryckprocessen, d.v.s. på den teknik som används. De vanligaste tryckmetoderna är FDM (Fused Deposition Modeling) och SLA (laserstereolitografi).

Riktningsmodelleringsteknik är en av de första utskriftsmetoderna som dykt upp. Termoplast används som material för att göra föremål i form av lindade stickor eller trådar på en spole. Utskriftsmetoden är som följer:

1. Spolen eller filamentet installeras i extrudern. Under inverkan av värmeanordningen börjar materialet smälta och flyter genom kanalen till arbetsytan.
2. Extrudern rör sig längs specificerade koordinater i enlighet med en digital kod. Tillverkning sker i lager i förhållande till horisontalplanet.
3. Vid tillverkning av komplexa produkter används två material: huvudmaterial och hjälpmedel. Produkten är skapad med grundmaterial. Hjälpmaterialet är avsett att skapa tillfälliga stöd, samt att fylla produktens ihåliga utrymme. Därför attSkrivaren kan inte skriva ut ett föremål i luften utan någon anledning.

Referens: Hjälpmaterialet avlägsnas därefter med ett speciellt lösningsmedel eller bryts lätt av.

Produkter tillverkade med FDM-teknik har god mekanisk och kemisk hållfasthet. Sådana egenskaper uppnås genom användning av termoplast av industriell kvalitet. Denna teknik är också lätt och lämplig för hemmabruk.

SLA-teknologier, eller stereolitografi, trycker produkter som använder flytande fotopolymerhartser som härdar under påverkan av en energikälla i form av en laser. Med denna metod har produkter hög noggrannhet (upp till 15 mikron). Objekt skrivs ut enligt följande:

1. Arbetsytan sänks ner i en behållare med fotopolymervätska till djupet av ett lager;
2. Energikällan (lasern) skär objektets form enligt de givna objektkoordinaterna;
3. En polymerisationsprocess uppstår som ett resultat av vilken härdning sker vid kontaktpunkterna;
4. Proceduren upprepas för varje lager tills objektet produceras;
5. Efter produktionen sänks modellen i en behållare med en speciell lösning för att rengöra den från hjälpelement;
6. Det sista steget är ultraviolett bestrålning för att påskynda processen för produktbildning.

Stereolitografi är en av de modernaste teknikerna, men kräver dyra material. Det finns också mindre kända typer av utskrifter:

SlS (selektiv lasersintring) principen för att skapa ett objekt är att tillföra ett tunt lager av material i form av ett pulver till arbetsområdet, som sintras under inverkan av en laser.Den största fördelen med denna metod är frånvaron av behovet av att använda hjälpelement, men det kräver ytterligare värmebehandling. Ej avsedd för användning i hushållsförhållanden.

EBM (smältning av elektronstråle). Tekniken liknar selektiv lasersintring, men produkten skapas i vakuum och kräver ingen ytterligare värmebehandling.

Tredimensionell utskrift inkluderar en 3D-penna. Principen för dess funktion liknar FDM-teknik, men har ett mer miniatyr utseende och används för att skapa ritningar med en tredimensionell effekt.

Vad kan en 3D-skrivare göra?

Idag används 3D-utskrift inom nästan alla livets områden. Det finns exempel på att skapa kulinariska rätter med hjälp av 3D-utskrift. Delar av vilken komplexitet som helst skapas för mer komplexa strukturer i alla branscher. Men det mest relevanta och nödvändiga området är fortfarande medicin.

Flera företag utvecklar ekologiska simulanter som praktiskt taget kan ersätta naturliga tyger. 3D-printing kan också hjälpa till när det gäller ledersättning. Den vanligaste tillämpningen av tredimensionell tillverkning är inom tandvården. Förutom proteser används skrivare för att göra organmodeller. 3D-utskriftsmöjligheterna ökar och blir mer tillgängliga för varje dag.

3D-skrivare hjälper inte bara människor utan även djur. Ett av de kända fallen är skapandet av ett skal för en sköldpadda som skadades i en skogsbrand. Således räddade det nya skalet djurets liv, och det finns många sådana fall. Ett annat unikt fall är en benprotes för en elefant. Det unika med fallet ligger i det faktum att proteser för elefanter praktiskt taget inte tillverkas på grund av djurets stora vikt.

Modern tryckteknik gör att du kan skapa även en hel byggnad. Byggandet av det lilla huset (37 kvm) tog forskarna bara 24 timmar och var halva kostnaden för den konventionella metoden.