Leave Your Message
*Name Cannot be empty!
* Enter product details such as size, color,materials etc. and other specific requirements to receive an accurate quote. Cannot be empty
Категории продуктов
Рекомендуемые продукты

3D-печать

3D ПЕЧАТЬ

Как работает 3D-печать?

Одним из методов аддитивного производства является 3D-печать. Она «аддитивна» в том смысле, что она просто складывает и сплавляет слои материала для создания реальных объектов вместо необходимости в блоке материала или форме. Она может создавать более сложные геометрии, чем «обычные» технологии, часто быстрая, имеет дешевые фиксированные затраты на настройку и работает с постоянно растущим диапазоном материалов. Инженерный сектор широко использует ее, особенно при создании прототипов и разработке легких геометрий.

Аддитивное производство и 3D-печать

Термин «3D-печать» часто ассоциируется с культурой мейкеров, любителями и энтузиастами, настольными принтерами, доступными методами печати, такими как FDM, и недорогими материалами, такими как ABS и PLA. Это отчасти связано с доступными настольными принтерами, которые появились в результате движения RepRap, такими как оригинальные MakerBot и Ultimaker, которые способствовали демократизации 3D-печати и буму 3D-печати в 2009 году.

Технология 3D-печати: будущее инновационного производства

3Dпечатьистория

Концептуальные продукты 3D-печати появились в 1970-х годах. В 1981 году японский ученый доктор Кодама, который первым описал метод послойной печати, попробовал 3D-печать и лично создал технологию 3D-печати SLA (стереолитография) — светочувствительную смолу, полимеризующуюся под действием ультрафиолетового света.

Несколько лет спустя американский ученый Чарльз Халл также провел углубленное исследование технологии SLA и подал первый патент на SLA в 1986 году. Основал компанию 3D Systems и выпустил ее первый коммерческий продукт SLA-1 в 1988 году. (фото ниже)

Можно сказать, что SLA является самой ранней разработанной технологией 3D-печати, так когда же появились SLS (селективное лазерное спекание) и FDM (моделирование методом послойного наплавления)?

В 1988 году американец Карл Декард запатентовал технологию SLS в Техасском университете, которая является еще одной технологией 3D-печати, в которой лазер локально сплавляет частицы порошка вместе для печати. ​​В том же году Скотт Крамп, один из основателей Stratasys, подал заявку на патент на моделирование методом послойного наплавления (FDM). С 1980 по 1990 год были запатентованы все три основные технологии 3D-печати, что ознаменовало начало периода быстрого развития этой отрасли.

В Европе компания EOS GmbH создала систему проектирования для 3D-печати: систему Stereos. Сегодня ее 3D-печатные модели в промышленном секторе используются во всем мире для технологии 3D-печати SLS (селективное лазерное спекание) для пластмасс и металлов, признанной в.

В 1992 году компания Stratasys получила патент на технологию 3D-печати FDM (моделирование методом послойного наплавления), разработав 3D-принтеры для удовлетворения различных потребностей многих профессионалов и частных лиц.

С 1993 по 1999 год в индустрии 3D-печати появились различные технологии. В то же время разрабатывалось все больше и больше нового программного обеспечения CAD и программного обеспечения для 3D-моделирования, например, Sanders Prototype (теперь Solidscape), который был одним из первых участников, созданных.

 

Многопрофильное применение 3D-печати

В 2008 году появился первый протез, напечатанный на 3D-принтере, что еще больше увеличило долю 3D-печати в СМИ. Люди обнаружили, что 3D-печать может не только печатать традиционные детали, но и применяться для восстановления человеческого тела. Этот удивительный медицинский проект 3D-печати объединяет все части биологической конечности и может быть напечатан «как есть» без какой-либо последующей сборки. Сегодня, в сочетании с 3D-сканированием, 3D-печатные медицинские протезы и ортопедические изделия становятся дешевле и быстрее, чтобы соответствовать потребностям пациентов. Более того, эти протезы все больше оптимизируются и адаптируются к морфологии пациента. 3D-печать открывает новые возможности для массовой персонализации. (добавить изображение)

2009 год стал годом, когда патенты FDM вошли в сферу массового потребления, что открыло новый путь для обширных инноваций FDM 3D-принтеров. По мере снижения цен на настольные 3D-принтеры все больше людей могли обращать внимание на развитие индустрии 3D-печати.

В 2013 году президент США Барак Обама в своем обращении к Конгрессу о положении страны назвал 3D-печать основным способом производства будущего, сделав «3D-печать» абсолютно модным словом. Теперь ее место в общественном сознании очень заметно. Все больше и больше малых и средних компаний пользуются преимуществами недорогого прототипирования, предоставляемого 3D-печатью, полностью интегрируя ее в свои итерационные, инновационные и производственные процессы.

Концепт-кар, напечатанный на 3D-принтере

Что касается применения в строительстве, то 3D-печатные дома теперь стали реальностью. Люди впервые переехали в 3D-печатные дома в 2018 году. Площадь дома составляет 1022 квадратных фута, что очень удобно для проживания. На печать ушло в общей сложности два дня.

Система классификации 3D-печати по сходствам и различиям между производством и 3D-печатью

Возьмем в качестве примера выдолбленный шар. На поверхности более дюжины цветов. Если его обрабатывать традиционным способом, это будет очень хлопотно, и узоры должны быть изменены один за другим. А если вы выберете 3D-печать, то здесь нет отходов материала, поэтому у него также есть название — аддитивное производство, что означает, что метод постепенного накопления материалов используется для изготовления физических деталей. Традиционный метод заключается в том, чтобы сначала сделать эмбрион, затем удалить излишки материала, а оставшийся материал — это требуемая форма. Если обнаружена проблема, необходимо открыть форму и изменить ее; в то время как 3D-печать использует постепенное накопление материала, вы можете быстро увидеть готовое изделие.

 

Реализация технологии 3D-печати

Технология 3D-печати применяется в промышленном производстве. Для 3D-печати требуется не физический объект, а цифровая модель. Если вы хотите напечатать на 3D-принтере реальный объект, который находится перед вами, то вам нужно использовать компьютер для его моделирования или 3D-сканер для оцифровки реального объекта, то есть 3D-модели, и вы сможете распечатать что-либо всего за пятнадцать минут. В настоящее время технология 3D-печати делится на четыре основные категории: FDM, DLP/SLA и SLS

SLS — процесс формования методом лазерного спекания

SLS — это относительно высокотехнологичный порошок, который плавится при высоких температурах лазерного облучения. Распределите слой тонкого порошка на рабочем столе и просканируйте поперечное сечение слоя лазерным лучом, чтобы поднять температуру до точки плавления, чтобы реализовать спекание и склеивание, повторите распределение порошка, спекание, шлифовку и сушку, пока не сформируется модель. По сути, 3D-печать — это 2D-печать снова и снова. Если вы нарежете объект очень тонкими ломтиками, вы обнаружите, что у каждой детали есть форма. Если вы сложите все формы вместе, вы получите трехмерный структурный объект. Поэтому мы используем лазеры для рисования графики. Устойчивость формованных SLS деталей к окружающей среде (температуре, влажности и химической коррозии) аналогична устойчивости термопластичных материалов; в то время как устойчивость формованных SLA деталей относительно низкая, например, заготовки SLA, формованные из эпоксидной смолы, восприимчивы к влаге и химикатам. Подвержен коррозии, размягчается и деформируется при температуре выше 38°C, но точность формовки высокая.

 

SLA – процесс стереолитографического формования

SLA — это технология светоотверждения, которая в настоящее время относительно развита в Китае. «Стереолитография» — это когда лазерный луч очерчивает форму первого слоя объекта на поверхности жидкой смолы, а затем производственная платформа опускается на определенное расстояние (между 0,05-0,025 мм), а затем затвердевший слой погружается в жидкую смолу и т. д. Используемая смола — это светочувствительная смола, которая образует твердое состояние после облучения лазерным лучом, а формовочная модель получается быстрой и точной.

 

DLP-- процесс формования стереолитографией

DLP цифровая обработка света, известная как технология лазерной формовки. Технология DLP 3D-печати имеет много общего с технологией SLA 3D-печати. ​​Если производство сравнить с рисованием круга карандашом, то технология SLA эквивалентна рисованию слой за слоем, в то время как DLP эквивалентна прямой штамповке. Массовое производство, к которому мы стремимся, имеет два очень важных момента: один — эффективность, а другой — стоимость материала. Существует 3D-принтер, который может печатать в сотни раз быстрее традиционного производства, то есть технология face-to-face, разработанная компанией из Шэньчжэня, Light Prism Technology. Печать полого шара с помощью традиционной FDM 3D-печати занимает от 2 до 5 часов, а самое быстрое — час, но печать с помощью новейшей технологии face-to-face занимает всего около 10 минут. Скорость печати поразительна. Как только эта 3D-печать появится на рынке, ее влияние на традиционные ремесла по-прежнему будет велико.

  

FDM — процесс формования методом наплавления

По сравнению с технологиями DLP и SLS, технология FDM относительно проста, поэтому имеет большую аудиторию и ее легче ввести в семью. Прототип создается непосредственно из данных 3D CAD с использованием термопластичного материала, который экструдируется в полурасплавленную нить, которая наносится послойно. Преимуществами технологии FDM являются простая механическая структура, простота конструкции, низкая стоимость производства, стоимость обслуживания и стоимость материала, а также отсутствие загрязнения окружающей среды. Поэтому FDM также является наиболее широко используемой технологией в бытовых настольных 3D-принтерах. Это относительно традиционный метод печати, который не использует лазер и имеет низкую стоимость, но точность невысока, а скорость печати очень низкая. Это наиболее доступный метод для всех, и он, как правило, используется на рынке образования.

Влияние 3D-печати на производство и традиционное ремесло

 

Преимущества 3D-печати

 

(1) Настройка

Если взять в качестве примера стоматологию, то зубы у всех разные, но 3D-печать может разрешить противоречие между индивидуальным производством и массовым производством, а массовое производство позволяет изготавливать индивидуальные имплантаты, брекеты и т. д.

 

(2) образец в реальном времени

Благодаря высокой скорости 3D-печати дизайнер проектирует версию продукта утром, а руководитель может увидеть готовый продукт в полдень, а затем проектирует еще одну версию в 6 вечера и может увидеть готовый продукт на следующее утро, что значительно ускоряет скорость разработки новых продуктов. Если это не особенно сложно, 3D-печать может производить готовые продукты за 3 часа, в то время как традиционная проверка занимает 4-6 недель каждый раз, поэтому общая скорость промышленного дизайна также улучшается.

 

(3) Отсутствие загрязнения

 Поскольку все производимое сырье является экологически чистым, весь процесс производства является экологически чистым производством. Нет загрязнения отработанными газами и сточными водами, а также нет отходов остаточных материалов.

 

(4) Датаизация

Когда цифровая стоматология станет зрелой, технические требования к врачам будут значительно снижены. Пациентам нужно будет использовать инструмент для сканирования всего две минуты в больнице, и они смогут узнать причины и решения всех стоматологических проблем.

Кроме того, 3D-печать может также использоваться в ортодонтии, печатая персонализированные и индивидуальные прозрачные брекеты. Во время пластической операции зубы должны перемещаться влево или вперед? На сколько миллиметров перемещаться? Раньше стоматологическая хирургия полагалась исключительно на личный опыт врача, но цифровая стоматология повысила стабильность операции и снизила технический порог для врачей.

 

(5) Быстро

 По сравнению с традиционными промышленными процессами, 3D-печать не требует предварительной подготовки, такой как рабочая сила и транспортировка. Для нее нужны только машины и сырье, и ее можно быстро запустить в производство.

 

(6) Автоматизация

 Можно сказать, что между виртуальным воображением и реальной вещью находится только один 3D-принтер. Одноклавишное производство 3D-печати экономит много трудозатрат и человеческих ошибок.