3D-modellering er en veldig populær, utviklings- og multitasking-retning i databehandlingen i dag. Opprettelsen av virtuelle modeller av noe har blitt en integrert del av moderne produksjon.
Moderne teknologier står ikke stille, og nye gjenstander blir oppfunnet hver dag i forskjellige vitenskapsfelt. En slik kunnskap er en 3D-skriver. Oppfinnelsen av denne enheten gjør det mulig å lage unike 3D-modeller, hvis bruk er mulig i enhver industri, fra konstruksjon til medisin.
Historien til 3D-skriveren og hva er den?
Faktisk dukket industrielle 3D-skrivere opp for lenge siden, men deres eksistens ble ikke så annonsert for befolkningen generelt. Den første 3D-modellen dukket opp i 1985. Skriveren var litt funksjonell og trykt i svart-hvitt. Allerede i 1988 startet produksjonen av fargemodeller. For øyeblikket er det et stort antall modeller som fungerer på et bredt spekter av materialer. Tilbake i 2000 kunne 3D-skrivere bare fungere med ABC-plast. Og i dag har materialutvalget utvidet seg til flere hundre materialer. Disse inkluderer: akryl, betong, hydrogel, papir, gips, is, etc.
Allerede i 2005 dukket det opp en skrivermodell som gjorde det mulig å lage fargemodeller. Denne enheten kan skrive ut de fleste av modellens komponenter. I 2014 dukket den første skriveren med et stort utskriftsområde opp. Denne utviklingen gjør det mulig å lage modeller av ubegrenset størrelse. Det har allerede vært et forsøk på å trykke et betonghus i full størrelse.
Det tok ikke mer enn en dag å reise en slik struktur. Allerede i 2016 ble den første 3D-trykte bygningen presentert i Dubai. I februar 2017 avduket Russland også et hus trykt helt på byggeplassen. I år ble det også utviklet en seks-akset skriver, som komplekse elementer vil være mye lettere å skrive ut uten behov for støttekonstruksjoner. For øyeblikket er utviklingen av skrivere som kan trykke menneskelige organer, proteser, implantater, karosserier og til og med mat i full gang.
Så hva er en 3D-skriver og hvilke funksjoner utfører den?
En 3D-skriver er en spesiell enhet for å lage tredimensjonale modeller. Med denne maskinen kan du lage tredimensjonale modeller i forskjellige størrelser. På grunn av informasjonen i tredimensjonal form har alle objektene som er oppnådd reelle fysiske parametere.
Hvordan fungerer en 3D-skriver og hvordan opprettes ekte 3D-modeller?
Hvis vi beskriver arbeidet til en 3D-skriver generelt, er det flere hovedfaser i arbeidet:
- Oppretting av en 3D-modell i et grafikkprogram. På dette stadiet blir modellen opprettet på datamaskinen ved hjelp av spesielle virtuelle maler.
- Deler modellen i lag.
- Den neste fasen er relatert til driften av selve skriveren. Den danner en masse av et spesielt pulver lag for lag, som brukes til videre dannelse av modellen. Det opprettes et spesielt kammer som er fylt med plastmateriale.
- Etter hvert lag smøres materialet med et klebende lag, som gir fremtidens modell styrke.
Typer 3D-modellering
I dette området utvikler moderne teknologier seg i flere retninger:
- stereolitografiske teknologier, som forkortes som STL. Et filformat som er mye brukt for lagring av tredimensjonale modeller av objekter for bruk i additivteknologi.
- termoplastiske påføringsmetoder - FDM. Modellering av modeller ved bruk av materiale lagvis lagdeponering.
- lasersintring - SLS. Teknologi (SLS) innebærer bruk av en eller flere lasere (vanligvis karbondioksid) for å sintre partikler av et pulverformig materiale for å danne et tredimensjonalt fysisk objekt.
I dag er metoden for lag-for-lag-avsetning den mest populære og mye brukt i bransjen.
De viktigste fordelene med denne metoden er:
- bruk av høykvalitets og rimelige materialer;
- enkel betjeningsteknikk;
- miljøvennlighet av materialene som brukes.
Laser stereolitografi
Denne typen 3D-modellering er mye brukt i tannproteser. Et særtrekk ved denne typen utskrift er produksjon av objekter av høy kvalitet. Slike resultater oppnås takket være bruken av utstyr som fungerer i et dimensjonalt rutenett, som beregnes i enhetsmikron.
Hvordan fungerer slikt utstyr?
Den funksjonelle delen av slikt utstyr er basert på LED-ultrafiolette projektorer. Inne i disse 3D-skriverne er det delikate speil som gir presis avbøyning av bjelkene. på grunn av dette oppstår ikke sekvensiell, men fullstendig eksponering av konturlagene.
Lasersintring
Lasersintring, eller SLS-teknologi, er en annen type lasermodellering. For bruk bruker slike enheter lavsmeltende plast. Grunnlaget for den unike utviklingen er en kraftig laser som sporer konturene på en plastbase og smelter sammen materialet. Prosessen gjentas til en komplett modell er oppnådd. en betydelig ulempe ved lasersintring er porøsiteten til de resulterende modellene. dette påvirker imidlertid ikke styrken på noen måte. det antas at modellene oppnådd ved denne metoden er de mest holdbare. Installasjonen for lasersintring har ganske høye kostnader, og prosessen med å danne selve modellen tar lang tid.
Hvilke materialer brukes til å lage 3D-modeller?
Som allerede nevnt er hovedmaterialet som brukes i 3D-skrivere, termoplast. Den kommer i to formater: ABS og PLA. I tillegg har slike materialer som nylon, polyetylen, polykarbonat og andre typer materialer som brukes i industrien blitt utbredt.
Mange 3D-skrivere involverer å blande flere typer materialer, og kombinere deres fysiske og kjemiske egenskaper.
Installasjoner som bruker metaller til sitt arbeid er mer komplekse i strukturen. Forskjellen i teknologi kommer ned til funksjonene til skrivehodet, som fungerer på grunnlag av et dataprogram. Med hjelpen påføres en limende limmasse på stedene der dataprogrammet peker. Deretter påfører hodet et tynt lag metallpulver på hele arbeidsområdet. Det vil si at metallet ikke smelter, slik det er med plast, men påføres og limes sammen i lag i form av de minste partiklene.
Interessante fakta om 3D-skrivere
- 3D-utskrift brukes ikke bare i industrien, den brukes mye innen medisin, matlaging og til og med plass.
- Hvert år blir prisen for 3D-skrivere lavere og rimeligere. Snart vil denne teknologien være tilgjengelig for nesten alle.
- Den første 3D-modellen ble opprettet i 1984. Det ble oppnådd av Chuck Hill som et resultat av stereolitografi.
- For ikke så lenge siden ble kunstige organer opprettet ved hjelp av en 3D-skriver. Øreproteser var de første modellene.
- I den nærmeste fremtiden skal forskere trykke den første menneskelige modellen.
- 3D-modellering vil bidra til å redusere produksjonskostnadene, slik at fabrikkproduksjon snart blir ulønnsom.
- 3D-teknologier har vært brukt i film i veldig lang tid for å lage realistiske modeller.
- Forskere foreslår at ved hjelp av 3D-modellering kan det opprettes roboter som i stedet for mennesker vil utforske verdensrommet.
- 3D-modeller av kjoler har allerede blitt vist for verden. Model Dita Von Teese ble den første stjernen som hadde på seg en 3D-trykt kjole.
