3D tiskárna: velký potenciál pro hromadný tisk

3D tiskárny nebo 3D tiskárny jsou zařízení pro výrobu objemových modelů. Zařízení úzké specializace mají neomezené možnosti a používají se v každé sféře moderního lidského života. Před několika lety se 3D tiskárny staly dostupnými pro domácí použití, mimochodem pokrývající část malého podniku.

Historie vzhledu

Historie vzniku takové techniky vznikla v polovině 80. let minulého století, ale slabý vývoj výpočetní techniky „ztuhl“ aktivní zavedení trojrozměrného tisku v každodenním životě a výrobě.

Hmatatelný začátek 3D tiskárny přijaté pouze v roce 2005, spolu se zlepšením počítačových schopností. Poté byla veřejnosti představena první trojrozměrná tiskárna, která barevně. Následně technologie prošla mnoha změnami, moderní software byl vyvinut pro řízení tiskového procesu. Jako výsledek, funkční jednotka stala se dostupná uživatelům, schopný “tisknout” případy telefonu nebo nové 3D tiskárny.

První 3D tiskárna

Jak to funguje

Obecný princip fungování trojrozměrné tiskárny teoreticky je jednoduchý a přímočarý. Program pro 3D modelování vytváří objekt nebo jeho část (velké modely jsou rozděleny do několika prvků). Poté se soubor odešle ke zpracování specializovaným programem (ke generování G-kódu), po kterém technik vstoupí do souboru. G-kód rozděluje digitální model na stovky horizontálních stop, určujících trajektorii tiskového vozíku. Roztavený materiál se nanese na základní vrstvu po vrstvě, čímž se vytvoří zcela hmotný předmět.

Schematické znázornění 3D tiskárny

Celkem se pro trojrozměrný tisk používá sedm hlavních technologií, ale většina z nich se používá pouze pro průmyslové účely. Pro amatérský "plastový tisk" a malé podniky byly vyvinuty relativně kompaktní a levné přístroje.

• Technologie Fused Depozice Modelování (jinak FDM-tiskárny) obdržel nejrozsáhlejší distribuci pro trojrozměrné modelování a vaření. Materiál je zahříván a přiváděn do plošiny skrz trysku tiskové hlavy. Objekt "roste" v rovině a jeho velikost je omezena parametry platformy.

• Technologie Polyjet Vyvinut v roce 2000 a dnes vlastní Stratasys. Vytvoření trojrozměrných objektů vytvořených polymerací fotopolymeru působením UV záření. Fotopolymer je drahý a křehký plast, proto se tyto tiskárny prakticky nepoužívají v každodenním životě, ale díky přesnému modelování zrnitosti se zařízení používají v lékařství a průmyslu (k vytváření prototypů).

Vše o tom, jak lze moderní tiskárny pro trojrozměrný "plastový tisk" naučit například z tematického videa, toho. Často také demonstrují, jak přístroj pracuje s různými materiály pro výrobu předmětů.

Řízení procesu tisku

Uživatel musí zpravidla provést několik nastavení bezprostředně před zahájením tisku.

1. Připojení zařízení k PC přes USB kabel.
2. Kalibrace pohybu trysky vzhledem k plošině.
3. Nastavení a řízení ohřevu plošiny a trysky.
4. Sledování poměru teplot.
5. Řízení tiskového procesu (extruder) - nastavení posuvu materiálu, výměna plastových cívek.

Kontrola nad tiskem se provádí pomocí PC. Chcete-li vytvořit objekt z nápadu do výsledku, uživatel potřebuje speciální 3D modelovací software a řídicí zařízení.

Moderní technologie ještě neumožňují vytvořit tiskárnu, kde jsou všechny operace prováděny stiskem několika kláves, proto je nutné zvládnout mnoho specifických programů a základy modelování.

Před zahájením tisku obsluha kalibruje tiskárnu a nastaví ji vzhledem ke stolu. Základní firmware tiskárny je řada výchozích nastavení a uživatel provádí přesnější nastavení v závislosti na použitém materiálu. Pro vytvoření objemových prvků na bázi ABS nebo PLA jsou tedy nastaveny různé teploty tání. V procesu tisku obsluha prostřednictvím softwaru monitoruje práci. Celý proces tvorby modelu může trvat několik hodin až dní, klíčovým faktorem je přesnost provedení: přesné objekty s podrobným výkresem jsou delší než hrubší.

Kde mohu použít 3D tiskárnu

Rozsah 3D tiskáren je poměrně široký: od amatérských řemesel až po podnikání. Podnikatelé, spolu se studenty architektonických oddělení, byli první, kdo si všiml obrovského potenciálu plastového tisku.

1. Návrh a tvorba trojrozměrných modelů různých konstrukcí.
2. Výroba plastových prvků pro zařízení: kryty, ozubená kola, rukojeti. Samostatným směrem byla výroba dílů zahraničních automobilů, což je zcela přirozené, pokud odhadneme jejich cenu.
   
   

   Kola pro auta

3. Vytvořte unikátní exkluzivní suvenýry, doplňky nebo kopie uměleckých předmětů. Sádra Themis 30 cm od obchodu bude stát více, pokud neberete v úvahu náklady na nákup tiskárny.
   
   

   Kopie Michelangelova sochy

4. Trojrozměrné skenování a tvorba hromadných duplikátů libovolných objektů.
5. Nejnovější vývoj - zde můžete zahrnout design jakékoli nové technologie, vybavení, nábytek, a tak dále.
6. Výroba plnohodnotných instalací pro výstavy nebo jiné akce.

Také trojrozměrné modelování se používá v klenotnictví a ve všech oblastech designu a inženýrství.

Pokud byl dříve tisk proveden s plastem, dnes je rozmanitost materiálů působivá. Výrobci vyrábějí různé základy, například imitující přírodní dřevo. Kromě toho, jako materiál pro tisk, můžete si vybrat nejen polymery, ale také nylon. Tato myšlenka byla velmi rychle pozvednuta designéry a vytvořena celá oděvní sbírky.

Sběratelé hazardních her plně ocení potenciál "plastového tisku", protože nyní můžete znovu vytvořit jakýkoliv objekt: modely letadel, slavných postav, uměleckých předmětů. Vzácné sběratelské předměty mohou být poměrně drahé, jako velmi dobrá domácí tiskárna, a volba je zřejmá.

Vezměte nebo neberte: výhody a nevýhody vybavení

Použití hromadného tisku poskytuje uživatelům rozsáhlé funkce. Klíčovou výhodou technologie je reprodukce jakéhokoliv trojrozměrného objektu a prakticky neexistují žádné výjimky. Vše, co může být vyrobeno z plastu, může být „tištěno“, ať už jde o drahý originální nárazník ze zahraničního automobilu nebo projekt budoucího nákupního centra na výstavě architektů. Rozhodujícím faktorem bude velikost zařízení, přesněji velikost jeho pracovní plochy.

Potenciál „plastového tisku“ je komplikovaný pracný proces přípravy a řízení vyžadující vysoce specializované znalosti. Nezkušený uživatel nebude vždy schopen navrhnout v 3D-MAX ani jednoduchý geometrický obrazec, nehledě na svůj vlastní portrét. Chcete-li použít techniku, musí být zvládnuta, a to bude nějakou dobu trvat.

Druhou nevýhodou 3D tiskárny je její rozměry. Kompaktní modely jsou také dostupné na trhu, ale jejich maximální velikosti tisku jsou příliš skromné, i když jsou velmi vhodné pro fázovou výrobu instalací nebo architektonických projektů.

Samozřejmě, že je iracionální získat 3D tiskárnu jako hračku, průměrné náklady na levné modely modelů přesahují 30 000 rublů. Nákup bude přínosný, pokud zařízení provede specifický úkol: vytvořit zisk, rozvíjet dovednosti, získat vzdělání, být kreativní, pomáhat v práci.

V blízké budoucnosti můžeme v této oblasti očekávat nový vývoj. Dnes je již možné vytisknout skutečný bytový dům z běžné stavební směsi. Takové zařízení samozřejmě není k dispozici pro domácí použití, ale samotná skutečnost, že se používají nové materiály pro tisk, slibuje metodické rozšíření možností trojrozměrného tisku doma.