3D εκτυπωτής: μεγάλη δυνατότητα μαζικής εκτύπωσης

Οι 3D εκτυπωτές ή οι 3D εκτυπωτές είναι συσκευές για την παραγωγή ογκομετρικών μοντέλων. Οι συσκευές στενής εξειδίκευσης έχουν απεριόριστες δυνατότητες και χρησιμοποιούνται πλέον σε κάθε χώρο της σύγχρονης ανθρώπινης ζωής. Πριν από μερικά χρόνια, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές έγιναν διαθέσιμοι για οικιακή χρήση, καλύπτοντας παρεμπιπτόντως μέρος μιας μικρής επιχείρησης.

Ιστορικό εμφάνισης

Η ιστορία της δημιουργίας μιας τέτοιας τεχνικής ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του '80 του περασμένου αιώνα, αλλά η αδύναμη ανάπτυξη της τεχνολογίας των ηλεκτρονικών υπολογιστών πάγωσε την ενεργό εισαγωγή της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην καθημερινή ζωή και την παραγωγή.

Ένας απλός εκτυπωτής 3D εκκίνησης έχει λάβει μόνο το 2005, μαζί με τη βελτίωση των δυνατοτήτων των υπολογιστών. Στη συνέχεια, το κοινό παρουσιάστηκε ο πρώτος τρισδιάστατος εκτυπωτής, ο οποίος εκτυπωμένο σε χρώμα. Στη συνέχεια, η τεχνολογία έχει υποστεί πολλές αλλαγές, έχει αναπτύξει ένα σύγχρονο λογισμικό για τη διαχείριση της διαδικασίας εκτύπωσης. Ως αποτέλεσμα, μια λειτουργική μονάδα έγινε διαθέσιμη στους χρήστες, ικανά να "εκτυπώνουν" περιπτώσεις τηλεφώνου ή νέους 3D εκτυπωτές.

Ο πρώτος εκτυπωτής 3D

Πώς λειτουργεί

Η γενική αρχή της λειτουργίας ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή θεωρητικά είναι απλή και απλή. Στο πρόγραμμα για 3D μοντελοποίηση, δημιουργείται ένα αντικείμενο ή μέρος του (τα μεγάλα μοντέλα χωρίζονται σε πολλά στοιχεία). Στη συνέχεια, το αρχείο αποστέλλεται για επεξεργασία από ένα εξειδικευμένο πρόγραμμα (για τη δημιουργία ενός G-code), μετά τον οποίο ο τεχνικός εισέρχεται στο αρχείο. Ο κώδικας G διαιρεί το ψηφιακό μοντέλο σε εκατοντάδες οριζόντιες διαδρομές, καθορίζοντας την τροχιά του φορείου εκτύπωσης. Το τετηγμένο υλικό εφαρμόζεται στο στρώμα βάσης από το στρώμα, δημιουργώντας ένα εντελώς απτό αντικείμενο.

Σχηματική απεικόνιση ενός 3D εκτυπωτή

Συνολικά υπάρχουν επτά κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την τρισδιάστατη εκτύπωση, αλλά οι περισσότερες από αυτές έχουν χρησιμοποιηθεί μόνο για βιομηχανικούς σκοπούς. Σχετικά συμπαγείς και φθηνές συσκευές έχουν αναπτυχθεί για την ερασιτεχνική πλαστική εκτύπωση και τις μικρές επιχειρήσεις.

• Τεχνολογία Συντήκεται Απόθεση Μοντελοποίηση (διαφορετικά οι εκτυπωτές FDM) έλαβαν την πιο μαζική διανομή για τρισδιάστατη μοντελοποίηση και μαγειρική. Το υλικό θερμαίνεται και τροφοδοτείται στην πλατφόρμα μέσω του ακροφυσίου της κεφαλής εκτύπωσης. Το αντικείμενο "μεγαλώνει" στο αεροπλάνο και το μέγεθός του περιορίζεται από τις παραμέτρους της πλατφόρμας.

• Τεχνολογία Polyjet Αναπτύχθηκε το 2000 και σήμερα ανήκει στην εταιρεία Stratasys. Η δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων που παράγονται με πολυμερισμό του φωτοπολυμερούς υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας. Το φωτοπολυμερές είναι ένα ακριβό και εύθραυστο πλαστικό, επομένως τέτοιοι εκτυπωτές πρακτικά δεν χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή, αλλά χάρη στην ακριβή λεπτομέρεια χρησιμοποιούνται συσκευές μοντελοποίησης στην ιατρική και στη βιομηχανία (για τη δημιουργία πρωτοτύπων).

Όλα για το πώς μπορούν να μάθουν οι σύγχρονοι εκτυπωτές για την τρισδιάστατη "πλαστική εκτύπωση" από θεματικό βίντεο, για παράδειγμα, από αυτό. Επίσης συχνά δείχνουν πώς λειτουργεί η συσκευή με διάφορα υλικά για την κατασκευή ενός αντικειμένου.

Διαχείριση της διαδικασίας εκτύπωσης

Κατά κανόνα, ο χρήστης πρέπει να κάνει πολλές ρυθμίσεις αμέσως πριν από την εκκίνηση της εκτύπωσης.

1. Ο εξοπλισμός συνδέεται στον υπολογιστή μέσω καλωδίου USB.
2. Βαθμονόμηση της κίνησης του ακροφυσίου σε σχέση με την πλατφόρμα.
3. Ρύθμιση και έλεγχος της πλατφόρμας θέρμανσης και του ακροφυσίου.
4. Παρακολούθηση του λόγου των θερμοκρασιών.
5. Διαχείριση της διαδικασίας εκτύπωσης (εξώθησης) - ρύθμιση της ταχύτητας τροφοδοσίας του υλικού, αντικατάσταση πλαστικών καρουλιών.

Ο έλεγχος της εκτύπωσης πραγματοποιείται μέσω υπολογιστή. Για να δημιουργήσετε ένα αντικείμενο από την ιδέα στο αποτέλεσμα, ο χρήστης χρειάζεται ειδικά Λογισμικό 3D μοντελοποίησης και ελέγχου.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες δεν επιτρέπουν ακόμα τη δημιουργία ενός εκτυπωτή, όπου όλες οι λειτουργίες εκτελούνται πατώντας μερικά πλήκτρα, γι 'αυτό είναι απαραίτητο να καταλάβετε πολλά ειδικά προγράμματα και βασικές αρχές μοντελοποίησης.

Πριν ξεκινήσετε την εκτύπωση, ο χειριστής βαθμονομεί τον εκτυπωτή, ρυθμίζοντας τον σε σχέση με την πλατφόρμα πίνακα. Το βασικό υλικολογισμικό του εκτυπωτή είναι μια σειρά προκαθορισμένων ρυθμίσεων και ο χρήστης κάνει ακριβέστερες ρυθμίσεις ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο υλικό. Έτσι, για τη δημιουργία ογκομετρικών στοιχείων βασισμένων σε ABS ή PLA, έχουν οριστεί διαφορετικά σημεία τήξης. Στη διαδικασία εκτύπωσης, ο χειριστής μέσω του λογισμικού παρακολουθεί την εργασία. Η όλη διαδικασία δημιουργίας ενός μοντέλου μπορεί να διαρκέσει αρκετές ώρες έως μέρες, εδώ ο βασικός παράγοντας είναι η ακρίβεια της εκτέλεσης: τα ακριβή αντικείμενα με λεπτομερή σχέδιο γίνονται μακρύτερα από τα πιο χοντρά.

Πού μπορώ να εφαρμόσω έναν εκτυπωτή 3D

Το εύρος των εκτυπωτών 3D είναι αρκετά ευρύ: από ερασιτεχνικές χειροτεχνίες έως επιχειρήσεις. Οι επιχειρηματίες, μαζί με τους σπουδαστές αρχιτεκτονικών τμημάτων, ήταν οι πρώτοι που είδαν τις τεράστιες δυνατότητες της πλαστικής εκτύπωσης.

1. Σχεδιασμός και δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων διαφόρων δομών.
2. Παραγωγή πλαστικών στοιχείων για εξοπλισμό: καλύμματα, γρανάζια, λαβές. Μια ξεχωριστή κατεύθυνση ήταν η κατασκευή τμημάτων ξένων αυτοκινήτων, κάτι που είναι φυσικό αν υπολογίσουμε το κόστος τους.
   
   

   Τροχοί για αυτοκίνητα

3. Δημιουργήστε μοναδικά αποκλειστικά αναμνηστικά, αξεσουάρ ή αντίγραφα αντικειμένων τέχνης. Γύψος Themis 30 cm από το κατάστημα θα κοστίσει περισσότερο αν δεν λάβετε υπόψη το κόστος αγοράς του εκτυπωτή.
   
   

   Αντίγραφο του γλυπτού του Μιχαήλ Αγγέλου

4. Τρισδιάστατη σάρωση και δημιουργία διπλών αντιγράφων αντικειμένων.
5. Οι τελευταίες εξελίξεις - εδώ μπορείτε να συμπεριλάβετε το σχεδιασμό κάθε νέας τεχνολογίας, εξοπλισμού, επίπλων και ούτω καθεξής.
6. Παραγωγή πλήρους εγκατάστασης για εκθέσεις ή άλλες εκδηλώσεις.

Επίσης, η τρισδιάστατη μοντελοποίηση χρησιμοποιείται στη βιομηχανία κοσμημάτων και σε όλους τους τομείς του σχεδιασμού και της μηχανικής.

Εάν προηγουμένως εκτυπώσατε με πλαστικό, σήμερα η ποικιλία των υλικών είναι εντυπωσιακή. Οι κατασκευαστές κατασκευάζουν διάφορες βάσεις, για παράδειγμα, μιμούμενοι φυσικό ξύλο. Επιπλέον, ως υλικό για εκτύπωση, μπορείτε να επιλέξετε όχι μόνο πολυμερή, αλλά και νάιλον. Αυτή η ιδέα επισημάνθηκε πολύ γρήγορα από τους σχεδιαστές και δημιουργήθηκε ολόκληρο συλλογές ενδυμάτων.

Οι συλλέκτες τυχερών παιχνιδιών θα εκτιμήσουν πλήρως τις δυνατότητες της "πλαστικής εκτύπωσης", επειδή τώρα μπορείτε να αναδημιουργήσετε οποιοδήποτε αντικείμενο: μοντέλα αεροπλάνων, διάσημοι χαρακτήρες, αντικείμενα τέχνης. Σπάνια συλλεκτικά αντικείμενα μπορεί να είναι αρκετά ακριβά, ως πολύ καλός εκτυπωτής σπίτι, και η επιλογή είναι προφανής.

Για να ληφθούν ή όχι: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του εξοπλισμού

Η χρήση της μαζικής εκτύπωσης παρέχει στους χρήστες εκτεταμένες λειτουργίες. Το βασικό πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι η αναπαραγωγή οποιουδήποτε τρισδιάστατου αντικειμένου και πρακτικά δεν υπάρχουν εξαιρέσεις. Οτιδήποτε μπορεί να είναι κατασκευασμένο από πλαστικό μπορεί να «τυπωθεί», είτε πρόκειται για ένα ακριβό αρχικό προφυλακτήρα από ένα ξένο αυτοκίνητο είτε για ένα έργο ενός μελλοντικού εμπορικού κέντρου σε μια έκθεση αρχιτεκτόνων.Ο αποφασιστικός παράγοντας θα είναι το μέγεθος του εξοπλισμού, και πιο συγκεκριμένα, το μέγεθος της επιφάνειας εργασίας του.

Το δυναμικό της "πλαστικής εκτύπωσης" είναι περίπλοκο επίπονη διαδικασία παρασκευής και η διαχείριση απαιτεί εξειδικευμένες γνώσεις. Ένας άπειρος χρήστης δεν θα είναι πάντα σε θέση να σχεδιάσει ακόμα και μια απλή γεωμετρική μορφή στο 3D-MAX, για να μην αναφέρουμε το δικό του πορτρέτο. Για να χρησιμοποιήσετε την τεχνική, πρέπει να κατακτηθεί και αυτό θα πάρει κάποιο χρόνο.

Το δεύτερο μειονέκτημα ενός 3D εκτυπωτή είναι το δικό του διαστάσεις. Συμπαγή μοντέλα είναι επίσης διαθέσιμα στην αγορά, αλλά τα μέγιστα μεγέθη εκτύπωσης είναι πολύ μέτρια, αν και είναι αρκετά κατάλληλα για τη σταδιακή παραγωγή εγκαταστάσεων ή αρχιτεκτονικών έργων.

Φυσικά, είναι παράλογο να αγοράσετε ένα 3D εκτυπωτή ως παιχνίδι, το μέσο κόστος των μοντέλων φθηνών τμημάτων υπερβαίνει τα 30.000 ρούβλια. Μια αγορά θα είναι επωφελής εάν ο εξοπλισμός εκτελεί ένα συγκεκριμένο έργο: να κάνει κέρδος, να αναπτύξει δεξιότητες, να αποκτήσει εκπαίδευση, να είναι δημιουργικός, να βοηθήσει στην εργασία.

Στο εγγύς μέλλον μπορούμε να αναμένουμε νέες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα. Σήμερα είναι ήδη δυνατή η εκτύπωση ενός πραγματικού κτιρίου κατοικιών από το συνηθισμένο μίγμα οικοδομών.Φυσικά, τέτοιος εξοπλισμός δεν είναι διαθέσιμος για οικιακή χρήση, αλλά το γεγονός της χρήσης νέων υλικών για εκτύπωση υπόσχεται μια μεθοδική επέκταση των δυνατοτήτων τρισδιάστατης εκτύπωσης στο σπίτι.