הדפסה תלת ממדית ממירה סלילים של חוטי פלסטיק או מגשים שרף לתוך חפצים פיזיים. הדפסה 3D אינה שייכת לעולם הזה בכלל. נאס"א שומרת על מדפסת תלת-ממדית בתחנת החלל הבינלאומית, ואסטרונאוטים יכולים לעשות כלים מותאמים אישית (כגון מפתח ברגים זה) מבלי להטיס אותם לחלל.
הדפסה תלת מימדית אומצה על ידי סטודנטים, יזמים, חובבים ומפעלים גדולים. בגלל הדפסה 3D מאפשר עיצובים דיגיטליים כדי להפוך אובייקטים מוחשיים, מגוון רחב של שימושים התגלו.
הרופא יכול להדפיס מודל פיזי של אנטומיה של המטופל כדי לדמיין טוב יותר את התוכנית ולהפגין את הנוהג. מהנדסי המפעל יכולים ליצור גופי מותאמים אישית ו fixtures כי לחסוך זמן ולהפחית נזק במהלך הייצור. הקהילה מטפחת מרחב יזמות, מלמדת מיומנויות STEM ומסייעת לחברות סטארט-אפ לעסקים חדשים, יצירת מקומות עבודה חדשים והזדמנויות מקומיות.
בעוד הדפסה 3D משמש בעיקר לייצור של אובייקטים פלסטיים, הדפסה 3D יכול גם לייצר אובייקטים מתכת, אם כי זה תהליך יקר יותר פחות נפוץ מאשר הדפסה 3D פלסטיק.
תקציר מנהלים
מהי הדפסה תלת-ממדית? הדפסה תלת-ממדית היא תהליך יצירת אובייקטים פיזיים ממודל דיגיטלי. הדפסה תלת-ממדית היא תהליך נוסף. שכבות הפלסטיק בנויות בזה אחר זה כדי ליצור אובייקטים.
כיצד משפיעה הדפסה תלת-ממדית על הכלכלה?
הדפסה תלת-ממדית היא חלק בלתי נפרד מתנועת היצרנים, ומביאה תועלת לקהילה, לחינוך, ליזמים ולעסקים המסורתיים. זה עוזר לקדם את היצירה של מוצרים חדשים וחברות חדשות, ומלמד מיומנויות שניתן להמיר למגוון של עבודות מקצועיות וטכניות.
כמה יקר הוא הדפסה 3D לעומת תהליכי ייצור מסורתיים?
זה תלוי. זה עולה הרבה פחות ויוצר אבי טיפוס, fixtures, כלים ואביזרי עם הדפסה 3D הרבה פחות זמן. עם זאת, לאחר ההתקנה ואת עלויות הכלי הם שילמו, טכניקות ייצור מסורתיים (כגון הזרקת דפוס) יכול לייצר אובייקטים מהר יותר ובעלות נמוכה יותר.
כיצד משפיעה הדפסה תלת-ממדית על שרשרת האספקה?
הדפסה תלת מימדית אידיאלית לייצור לטווח קצר ולפיתוח בקנה מידה קטן. זה גם מאפשר חלקי חילוף להיות "מאוחסן בענן", כך המלאי הפיזי אינו נדרש לפני האובייקט נחוץ. על ידי מתן 3D אובייקטים ברחבי העולם בצורה דיגיטלית והדפסה אותם באופן מקומי, את העלות ואת הזמן של תחבורה ניתן לבטל לחלוטין.
הדפסה 3D יכול לשנות את הייצור?
התעשייה עוברת שינויים עצומים, והדפסה תלת-ממדית היא אחד המרכיבים. גורמים נוספים כוללים עלייה משמעותית בהיקף הנתונים ובתפוקה, בניתוח משופר, בגורמים אנושיים משופרים ובאוטומציה של תהליכי ייצור שונים.
מהי הדפסה תלת-ממדית?
הדפסה תלת-ממדית היא תהליך של יצירת אובייקטים (בדרך כלל פלסטיק, אבל לפעמים חומרים מתכתיים או מרוכבים) ממודל דיגיטלי. רוב המדפסות 3D להוסיף חומר שכבה דקה מאוד בכל פעם, ולכן 3D מדפסות מסווגים "ייצור תוסף".
כיצד פועל ייצור תוסף?
מדפסות מחשב בדרך כלל פועלות שורה אחת בכל פעם. המדפסת 3D הוא יותר כמו הקושר, הזזת ראש ההדפסה לאורך ציר X ו- Y כדי לצייר דפוס. במקרה של מדפסת תלת-ממדית, המדפסת התלת-מימדית היא תלת-ממדית. ברגע שהדפוס נמשך, ראש ההדפסה נע כלפי מעלה (או המהלכים המודפסים פונים כלפי מטה) והדפוס האחר מתואר על הראשון.
כיצד פועלת מדפסת תלת-ממדית?
ישנם מספר סוגים של מדפסות תלת-ממד, אך אנו נתמקד בשני סוגים: מודלים בתצהיר בתצהיר (או FDM) ו- stereolithography (או SLA).
FDM מתחיל עם סליל נימה. אלה הם בדרך כלל 1.75 או 2.85 מ"מ עובי strands כי הם פצעו על ציר. המדפסת FDM מחממת את החוט, extrudes אותו באמצעות חריץ extruder, ומניח שכבה על פני השטח לבנות. שכבות אלה הן דקות מאוד כאשר כל שכבה מותכת מונח על גבי השכבה הקודמת, הוא נמס חלקית על קירור.
עם הזמן - לפעמים זה לוקח הרבה זמן - אובייקט בנוי מאות או אלפי שכבות אלה.
SLA מתחיל עם שרף נוזלי. מגש הבניה יורד אל השרף (בדרך כלל הפוך) ואור (לפעמים מה- LCD, לפעמים מהלייזר UV), יוצר תגובה כימית שרף מתקשה. כאשר כל שכבה חשופה לאור, המדפסת מרים את פלטפורמת לבנות מעט מן התא שרף, וחושפת את השכבה הבאה.
FDM הוא הצורה הנפוצה ביותר של חומר extrusion 3D הדפסה. צד"ל הוא הצורה הנפוצה ביותר של הדפסה 3D photopolymeric. שתי שיטות הדפסה אלה הגיעו לרמה נמוכה מספיק של עלות, כי הצרכנים, חובבים, אנשי חינוך, יזמים ועסקים קטנים יכולים להרשות לעצמם, אבל הם בדרך כלל מוגבל לייצור של פלסטיק, חומרים מרוכבים פלסטיק וחומרים ניילון. .
ניתן להשתמש בצורות אחרות של מדפסות תלת-ממד, אך דורשות מחיר רכישה גדול. אלה כוללים אבקת המיטה הדפסה 3D (הטלת אבקת ולאחר מכן היתוך להרכיב), ייצור לרבד (גליונות מליטה יחד ולאחר מכן חיתוך אותם), כיוונית אנרגיה בתצהיר (זה דומה במקצת אם רתך מדפסת FDM נולדו) ואלקטרונים קרן חינם טופס ייצור (פליטת קרן אלקטרונים בחלל ריק כדי לייצר מתכת מותכת המבוססת על מודל תלת ממדי).
צורות אלה האחרונות של הדפסה 3D משמשים בדרך כלל כדי להפוך חלקי מתכת, בעוד FDM ו SLA משמשים בדרך כלל כדי להפוך אובייקטים פלסטיים.
הכל במשותף הוא שהם יוצרים אובייקטים חדשים על ידי הוספת בהדרגה מיזוג חומרי גלם.
מה 3D הדפסה לא
המדפסת 3D אינה משכפל מסע בין כוכבים. כל אחד עם מדפסת 3D יגיד לך כי ברגע האורח רואה את המדפסת בפעולה, הדמיון שלהם יהיה נרגש. כמעט מיד, הם יתחילו לקרוא את סוגי הפריטים שהם רוצים לעשות. לעתים קרובות אלה אינם פריטים קיימים, אבל הם מאמינים כי הקסם של הדפסה 3D יכול ליצור המצאות חדשות בן לילה.
כיצד משפיעה הדפסה תלת-ממדית על הכלכלה?
בדיוק כמו הדפסה 3D הוא גורם המגמה הטרנספורמציה הייצור הדיגיטלי, הדפסה 3D הוא אלמנט של מגמה כלכלית גדולה עלייה של התנועה של היצרן.
היבט מרגש של הייצור הוא הכללתו והנייטרליות המגדרית. זה מכסה כל דבר, החל בובה ביצוע עיצוב רובוט, מ scrapbooking כדי ביצוע רהיטים, מן עור ביצוע הדפסה 3D. זוהי מילה המכילה כל דבר שעושה דברים טהורים ופשוטים.
הייצור הוא שונה מן הייצור, אם כי זה מוביל לעתים קרובות לייצור. כאשר מישהו מעצב מוצר ובונה אב טיפוס, שקול לעשות אותו. לאחר אב טיפוס הוא בייצור פעיל, הוא ייצור. עכשיו, שילוב של ייצור שולחן העבודה עם קהל, אתה יכול לעצב טיפוסים מורכבים מאוד, כי הם ממומנים מכן על ידי לקוחות פוטנציאליים.
יתרונות וחסרונות של מדפסות FDM ו- SLA
מאז FDM ו SLA מדפסות זמינות כבר חובבים ואנשי מקצוע, הם הסוג הנפוץ ביותר של המדפסת 3D. הגרסה הצרכן יכול לשמש עבור מאות דולרים, מכונות מקצועיות לייצור אב טיפוס וציוד קבועים מתומחרות בין 3,000 $ ל 6,000 $.
אלה הן טכנולוגיות ההדפסה 3D אתה הסיכוי הטוב ביותר להשקיע.
מדפסת FDM
FDM הוא הראשון המיינסטרים חובבים 3D טכנולוגיית הדפסה, עדיין מובילה את השוק במונחים של המותג ואת אספקת המוצר ואת נפח המכירות.
אחד האתגרים העיקריים של הדפסה 3D הוא להשיג הדפסה מוצלחת של האובייקט. ההדפסה נכשלה בגלל שהפלסטיק המחומם מתחמם או מתקרר מהר מדי, משום שהשכבה אינה קשורה בהצלחה מכיוון שהמדפסת מנותקת מהצבע של משטח ההדפסה, עקב סגירת החוטים באקסטרודר, כמו גם בעיות ייצור אחרות.
מדפסות FDM יכול להדפיס במגוון של פלסטיק. כל פלסטיק יש מאפיינים שונים אשר הופכים את ההדפסה קלה יותר או קשה יותר לייצר מאפיינים שונים בחלק סיים.
הסוג הנפוץ ביותר של נימה הוא PLA (חומצה פולילקטית), אשר קל מאוד להדפיס, אבל יכול להיות שביר מאוד יהיה עיוות בשמש.
ניילון הוא מאוד גמיש, אבל זה בדרך כלל דורש הרבה fiddling כדי לקבל את הגדרות ההדפסה עובד.
ABS הוא חזק יותר (הוא עשוי של LEGO), אבל קצב הקירור שלו גורם בדרך כלל סלסול הבסיסית לעוות את ההדפסה כולה. יש לה גם ריח לא נעים ואדים רעילים למדי.
ספקים מסוימים להזריק פלסטיק בסיסי (בעיקר PLA) לתוך חומרים אחרים, כולל עץ, מתכת וסיבי פחמן. כל אחד מהם משנה את המאפיינים של האובייקט המודפס המוגמר.
רוב המדפסות FDM יש extruder שיכול להדפיס גליל אחד נימה בכל פעם. מדפסות FDM מתקדמות יותר (ויקרות) יכולות להדפיס שני, שלושה, ארבעה או יותר נימים בכל פעם, מה שמאפשר למדפסת לערבב צבעים, מאפיינים פונקציונליים (כגון פלסטיק מוצק וצירי גמישה) וחומרי תמיכה מסיסים.
ההדפס מורכב מחוט של פלסטיק מותך, כך overhanging יכול להיות בעיה. למרות מדפסות FDM יכול בדרך כלל להדפיס מעגלים או זוויות של עד 45-60 מעלות, הם לא יכולים להדפיס על הפער האוויר כי פלסטיק מותך פשוט לשקוע לתוך הפער.
כדי לפצות על פערים גדולים, רוב המדפסות תייצר תמיכה, או מגדל פלסטיק זמני שיכול לתמוך באזור הגשר. המדפסת monofilament משתמשת באותו חומר כמו האובייקט עצמו יש מגוון של הגדרות להקל על הסרת התמיכה.
מדפסות נימה כפולה לעתים קרובות להדפיס עם חומר תמיכה מומס כמו PVA (אלכוהול polyvinyl) אשר די הרבה חומר זהה כי דבק של אלמר עשוי. לאחר הדפסה כפולה נימה הושלמה, זה שקוע במים במשך שעות (או לפעמים ימים) ואת PVA מתמוסס, משאיר הדפסה שלמים עם החללים הפתוחים המעצב נועד האובייקט הסופי.
מאחר ומדפסות FDM יודפסו בשכבות, הכיוון של האובייקט המודפס יכול להיות חשוב. בונדס בין שכבות לעתים קרובות חלש יותר מאשר רצועות ליניארי של פלסטיק. ככזה, מיקום על המיטה צריך לקחת את זה בחשבון עבור כל האובייקטים העלולים להיות תחת לחץ.
מדפסות FDM מגיעים במגוון גדלים. ככל שהגדול גדול יותר, כך קשה יותר לאזן את מאפייני החום בתוך שטח הבנייה המלא.
FDM מדפסות גם מציעים מגוון גדלים זרבובית. גדול יותר את הזרבובית, חומר extruded יותר לדקה, אבל פחות מעודן את התוצאה הסופית. ככל שהנחיר קטן יותר, כך ההדפסה תהיה מפורטת יותר. הדפסה עם חרירי גדול או חרירי קטן יציג אתגרים אחרים, הקשורים לעתים קרובות תומך, גישור, וניהול חום.
מדפסת צד"ל
מדפסות צד"ל יש תכונות רבות שהופכות אותם מן המיינסטרים:
שרפים נוזליים הם משתמשים רעילים מאוד בצורתם unured. אם אתה מקבל את זה, זה יכול לגרום כוויות כואבות או פריחות.
הדפסה סיים צריך להיות מעובד באמבטיה ולאחר מכן לרפא. הם יהיו מעוותים במהלך זמן עיבוד זה. הם גם רעילים.
מדפסות צד"ל הם מסורבלים יותר מאשר מדפסות FDM בשל שרפים נוזלי אמבטיות עיבוד.
מדפסות צד"ל בדרך כלל יש שטח קטן מאוד, וכתוצאה מכך הדפסים קטנים בדרך כלל. שרפים מנוסחים בדרך כלל במיוחד עבור מדפסת מסוימת, כך שהמשתמש יכול לנעול את המוצר של הספק, אשר עשוי להגביל את האפשרויות צבע וחומר.
עם זאת, מדפסות צד"ל הופכים פופולריים יותר, בעיקר משום שהם מייצרים הדפסים עם פרט דק מאוד וכמה שכבות של שכבות. זה הופך אותם מתאימים במיוחד עבור אב טיפוס של עיצובים תכשיטים מת, עיצובים רפואיים קטנים שיניים, ותחביבים כגון מסילות מודל מיניאטורות המשחק.
עיצוב והדפסת הדפסים
תהליך המעבר מאובייקט יצירתי לאובייקטים מודפסים תלת-ממדיים חייב תחילה להעביר שתי טכנולוגיות של כלי תוכנה: תוכנת מודלים תלת-ממד (או CAD) ופריסה.
תוכנת דוגמנות 3D
תוכנת דוגמנות תלת-ממדית (המכונה גם CAD (עבור תכנון בעזרת מחשב)) יכולה להיחשב כמנוע ליצירת מודלים תלת-ממדיים. באותו אופן, אתה יכול להשתמש ב- Photoshop כדי ליצור גרפיקה, Illustrator כדי ליצור איורים, או להשתמש ב- Word כדי ליצור מאמרים כמו זה, ותוכנות CAD ליצירת עיצובים מודל 3D.
ישנן תוכניות CAD רבים בחוץ, וכל תוכנית מתאימה ביותר עבור משימות שונות. אני חלופית בין TinkerCAD ו Fusion 360, תלוי אם אני צריך לבנות חלק מהיר או עיצוב מורכב יותר.
פרוס
תוכנית CAD מייצר מודל וירטואלי של האובייקט 3D. אבל רוב ההדפסה 3D נעשה שכבה אחר שכבה. תהליך ההמרה של עיצוב 3D לסדרה של תנועות מכונה על מישור דו מימדי (ולאחר מכן להזיז את המטוס) הוא התפקיד של תוכנית פרוסות.