Bawo ni titẹ 3D ṣe n ṣiṣẹ?

Ọna iṣelọpọ afikun kan jẹ titẹ sita 3D. O jẹ “afikun” ni pe o rọrun ni akopọ ati awọn ohun elo ti o dapọ lati ṣẹda awọn ohun elo gangan dipo ti o nilo ohun elo bulọọki tabi mimu kan. O le kọ awọn geometries idiju diẹ sii ju awọn imọ-ẹrọ “adena” lọ, nigbagbogbo yara, ni awọn idiyele iṣeto ti o wa titi olowo poku, ati ṣiṣẹ pẹlu awọn ohun elo ti n dagba nigbagbogbo. Ẹka imọ-ẹrọ n ṣe lilo pupọ rẹ, ni pataki nigbati afọwọkọ ati idagbasoke awọn geometrie iwuwo fẹẹrẹ.

Fikun iṣelọpọ ati 3D titẹ sita

Oro naa "titẹ sita 3D" nigbagbogbo ni asopọ si aṣa alagidi, awọn ope ati awọn alara, awọn atẹwe tabili, awọn ilana titẹ sita bi FDM, ati awọn ohun elo ilamẹjọ bii ABS ati PLA. Eyi jẹ apakan nitori awọn atẹwe tabili ti ifarada ti o jade lati ronu RepRap, gẹgẹbi atilẹba MakerBot ati Ultimaker, eyiti o ṣe alabapin si tiwantiwa ti titẹ 3D ati ariwo titẹ sita 3D 2009.

Imọ-ẹrọ Titẹ 3D: Ọjọ iwaju ti iṣelọpọ Atunṣe

3Dtitẹ sitaitan

Awọn ọja imọran titẹ sita 3D bẹrẹ ni awọn ọdun 1970. Ni ọdun 1981, onimọ-jinlẹ Japanese Dokita Kodama, ẹniti o jẹ akọkọ lati ṣe apejuwe ọna iṣelọpọ Layer-nipasẹ-Layer ti iṣelọpọ, gbiyanju titẹ sita 3D, ati tikalararẹ ṣẹda imọ-ẹrọ titẹ sita SLA (stereolithography) 3D resini ti o ni imọlara polymerized nipasẹ ina ultraviolet.

Ni ọdun diẹ lẹhinna, onimọ-jinlẹ Amẹrika Charles Hull tun ṣe iwadii jinlẹ lori imọ-ẹrọ SLA, o si fi itọsi akọkọ SLA silẹ ni 1986. Ti ipilẹṣẹ 3D Systems ati tu ọja iṣowo akọkọ wọn, SLA-1, ni 1988. (aworan ni isalẹ)

SLA ni a le sọ pe o jẹ imọ-ẹrọ titẹ sita 3D akọkọ ti o dagbasoke, nitorinaa nigbawo ni SLS (Aṣayan Laser Sintering) ati FDM (Modeling Deposition Fused) nigbamii

Ni ọdun 1988, Amẹrika Carl Deckard ṣe itọsi imọ-ẹrọ SLS ni Yunifasiti ti Texas, eyiti o jẹ ilana titẹ sita 3D miiran ninu eyiti lesa ti agbegbe n fi awọn patikulu lulú papọ lati tẹ sita. Ni ọdun kanna, Scott Crump, ọkan ninu awọn oludasilẹ ti Stratasys, lo fun itọsi kan fun awoṣe imudara ifisilẹ (FDM). Lati 1980 si 1990, awọn imọ-ẹrọ akọkọ mẹta ti titẹ sita 3D ni gbogbo awọn itọsi, ti n samisi ibẹrẹ akoko ti idagbasoke iyara ni ile-iṣẹ yii. .

Ni Yuroopu, EOS GmbH ṣẹda eto apẹrẹ fun titẹ sita 3D: eto Stereos. Loni, awọn awoṣe atẹjade 3D rẹ ni eka ile-iṣẹ ni a lo ni kariaye fun imọ-ẹrọ titẹ sita SLS 3D (Selective Laser Sintering) fun awọn ṣiṣu ati awọn irin ti a mọ ni.

Ni ọdun 1992, FDM (Fused Deposition Modeling) itọsi imọ-ẹrọ titẹ sita 3D ni aṣẹ nipasẹ Stratasys, eyiti o ṣe agbekalẹ awọn atẹwe 3D lati pade awọn iwulo oriṣiriṣi ti ọpọlọpọ awọn akosemose ati awọn ẹni-kọọkan.

Lati 1993 si 1999, ọpọlọpọ awọn imọ-ẹrọ ti farahan ni ile-iṣẹ titẹ 3D. Ni akoko kanna, diẹ sii ati siwaju sii sọfitiwia CAD tuntun, ati sọfitiwia awoṣe 3D ni idagbasoke, fun apẹẹrẹ, Sanders Prototype (eyiti a pe ni Solidscape) eyiti o jẹ ọkan ninu awọn olukopa akọkọ ti o ṣẹda.

3D titẹ sita olona-oko ohun elo

Ni 2008, akọkọ 3D-tejede prosthetic jade, eyi ti o siwaju sii ni ipin ti 3D titẹ sita ni awọn media. Awọn eniyan rii pe titẹ 3D ko le tẹjade awọn ẹya ibile nikan ṣugbọn tun lo si atunṣe ara eniyan. Ise agbese titẹjade 3D iṣoogun iyalẹnu daapọ gbogbo awọn apakan ti ẹsẹ ti ibi ati pe o le tẹjade “bi o ti jẹ” laisi apejọ eyikeyi ti o tẹle. Loni, ni idapo pelu 3D wíwo, 3D tejede egbogi prostheses, ati orthotics ti wa ni din owo ati ki o yiyara lati pade awọn aini ti awọn alaisan. Pẹlupẹlu, awọn prostheses wọnyi ti wa ni iṣapeye siwaju sii ati ni ibamu si mofoloji alaisan. Titẹ sita 3D mu awọn aye tuntun wa fun isọdi ti ara ẹni. (fi aworan kun)

Ọdun 2009 jẹ ọdun ti awọn itọsi FDM wọ aaye lilo pupọ, eyiti o ṣii ọna tuntun fun isọdọtun nla ti awọn atẹwe FDM 3D. Bi idiyele ti awọn itẹwe 3D tabili ti lọ silẹ, diẹ sii ati siwaju sii eniyan ni anfani lati san ifojusi si idagbasoke ti ile-iṣẹ titẹ sita 3D.

Ni ọdun 2013, Alakoso AMẸRIKA Barrack Obama mẹnuba titẹ sita 3D ni adirẹsi Ipinle ti Iṣọkan bi ipo akọkọ ti iṣelọpọ ti ọjọ iwaju, ṣiṣe “titẹ sita 3D” ọrọ-ọrọ pipe. Bayi, aaye rẹ ni ọkan eniyan jẹ olokiki pupọ. Awọn ile-iṣẹ kekere ati alabọde diẹ sii ati siwaju sii ni anfani ti afọwọṣe iye owo kekere ti a pese nipasẹ titẹ sita 3D, ni kikun ṣepọ rẹ sinu aṣetunṣe wọn, isọdọtun ati awọn ilana iṣelọpọ.

3D titẹ sita ero ọkọ ayọkẹlẹ

Niwọn bi awọn ohun elo ikole ṣe pataki, awọn ile ti a tẹjade 3D jẹ otitọ ni bayi. Awọn eniyan gbe sinu awọn ile ti a tẹ 3D fun igba akọkọ ni 2018. Ile naa ni agbegbe ti 1022 square ẹsẹ, eyiti o jẹ igbesi aye pupọ. O gba apapọ ọjọ meji lati tẹ sita.

Eto iyasọtọ ti titẹ sita 3D lori awọn ibajọra ati awọn iyatọ laarin iṣelọpọ ati titẹ 3D

Gba bọọlu ti a ṣofo bi apẹẹrẹ. Nibẹ ni o wa siwaju sii ju mejila awọn ododo lori dada. Ti o ba ti ni ilọsiwaju nipasẹ ẹrọ aṣa, yoo jẹ wahala pupọ, ati pe awọn ilana gbọdọ ṣe atunṣe ni ọkọọkan. Ati pe ti o ba yan titẹ sita 3D, ko si egbin ti ohun elo, nitorinaa o tun ni orukọ kan ti a pe ni iṣelọpọ aropọ, eyiti o tumọ si pe ọna ti awọn ohun elo ikojọpọ laiyara ni a lo lati ṣe awọn ẹya ara. Ọna ibile ni lati ṣe ọmọ inu oyun naa ni akọkọ, lẹhinna yọ ohun elo ti o pọ ju, ati ohun elo ti o ku jẹ apẹrẹ ti o nilo. Ti iṣoro kan ba rii, o jẹ dandan lati ṣii apẹrẹ kan ki o yipada; lakoko ti titẹ sita 3D nlo diẹ nipasẹ ikojọpọ ohun elo kekere, o le yara wo ọja ti o pari.

Imọye imọ-ẹrọ titẹ sita 3D

Imọ-ẹrọ titẹ sita 3D ti lo si iṣelọpọ ile-iṣẹ. Ohun ti titẹ 3D nilo lati lo kii ṣe nkan ti ara, ṣugbọn awoṣe oni-nọmba. Ti o ba fẹ lati tẹ 3D sita ohun gidi ti o wa niwaju rẹ, lẹhinna o gbọdọ lo kọnputa kan lati ṣe awoṣe rẹ, tabi lo scanner 3D lati ṣe digitize ohun gidi, iyẹn, awoṣe 3D, ati pe o le tẹ awọn nkan jade ni diẹ bi iṣẹju mẹdogun. Ni lọwọlọwọ, imọ-ẹrọ titẹ sita 3D ti pin si awọn ẹka pataki mẹrin: FDM, DLP/SLA, ati SLS

SLS-- lesa sintering igbáti ilana

SLS jẹ iyẹfun imọ-ẹrọ ti o ga julọ ti o yo labẹ awọn ipo iwọn otutu giga ti itanna laser. Tan kan Layer ti tinrin lulú lori workbench, ki o si ọlọjẹ awọn agbelebu-apakan ti awọn Layer pẹlu awọn lesa tan ina lati gbe awọn iwọn otutu si awọn yo ojuami, ki bi lati mọ sintering ati imora, tun lulú ntan, sintering, lilọ, ati gbigbe titi ti awoṣe ti wa ni akoso. Ni otitọ, titẹ sita 3D jẹ titẹ sita 2D leralera. Ti o ba ge nkan kan tinrin pupọ, iwọ yoo rii pe nkan kọọkan ni apẹrẹ kan. Ti o ba fi gbogbo awọn apẹrẹ papọ, iwọ yoo gba ohun elo onisẹpo mẹta. Nitorinaa a lo awọn laser lati fa awọn aworan. Atako ti SLS awọn ẹya ti a ṣe si ayika (iwọn otutu, ọriniinitutu, ati ipata kemikali) jẹ iru ti awọn ohun elo thermoplastic; nigba ti awọn resistance ti SLA in awọn ẹya ara jo ko dara, Fun apẹẹrẹ, SLA workpieces in pẹlu iposii resini ni ifaragba si ọrinrin ati kemikali. Ibajẹ, yoo rọ ati ja ni agbegbe ti o ga ju 38°C, ṣugbọn ṣiṣe deede ga.

SLA --stereolithography igbáti ilana

SLA jẹ imọ-ẹrọ imularada ina, eyiti o ni idagbasoke ni ibatan ni Ilu China ni lọwọlọwọ. "Stereolithography" jẹ nigbati ina ina lesa ṣe ilana apẹrẹ Layer akọkọ ti ohun naa lori dada ti resini olomi, ati lẹhinna iṣelọpọ iṣelọpọ ti wa ni isalẹ nipasẹ ijinna kan (laarin 0.05-0.025mm), ati lẹhinna Layer ti o fẹsẹmulẹ ti wa ni immersed ninu resini omi, ati bẹbẹ lọ. Resini ti a lo jẹ resini fotosensifiti, eyiti yoo ṣe ipo ti o lagbara lẹhin ti o ti tan ina ina lesa tan ina, ati pe awoṣe ti o ṣẹda jẹ iyara ati kongẹ.

DLP-- stereolithography igbáti ilana

Sisẹ ina oni nọmba DLP, ti a mọ si imọ-ẹrọ murasilẹ laser. DLP 3D titẹ ọna ẹrọ ni o ni ọpọlọpọ awọn afijq pẹlu SLA 3D titẹ ọna ẹrọ. Ti iṣelọpọ ba ṣe afiwe si yiya Circle pẹlu ikọwe kan, lẹhinna imọ-ẹrọ SLA jẹ deede si yiya Layer nipasẹ Layer, lakoko ti DLP jẹ deede si titẹ taara. Iṣelọpọ lọpọlọpọ ti a lepa ni awọn aaye pataki meji, ọkan jẹ ṣiṣe, ati ekeji jẹ idiyele ohun elo. Atẹwe 3D kan wa ti o le tẹ awọn ọgọọgọrun igba yiyara ju iṣelọpọ ibile lọ, iyẹn ni, imọ-ẹrọ oju-si-oju, eyiti o ti ni idagbasoke nipasẹ ile-iṣẹ kan ni Shenzhen, Imọ-ẹrọ Prism Light. Yoo gba to wakati 2-5 lati tẹ bọọlu ṣofo pẹlu titẹjade FDM 3D ti aṣa, ati pe o gba wakati kan ni iyara ju, ṣugbọn o gba to iṣẹju mẹwa 10 nikan lati tẹ sita pẹlu imọ-ẹrọ oju-si-oju tuntun. Iyara titẹ jẹ iyalẹnu. Ni kete ti titẹ sita 3D yii wa lori ọja, Ipa lori awọn iṣẹ ọnà ibile tun jẹ nla.

FDM --Ilana Isọsọ Isọsọ Isọdi

Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn imọ-ẹrọ DLP ati SLS, imọ-ẹrọ FDM rọrun pupọ, nitorinaa o ni olugbo nla ati rọrun lati wọ inu ẹbi. Afọwọkọ naa ni a ṣe taara lati inu data 3D CAD nipa lilo ohun elo thermoplastic lati yọ jade sinu filamenti ologbele-didà, eyiti a fi silẹ lori ipilẹ-ila-Layer. Awọn anfani ti imọ-ẹrọ FDM jẹ ọna ẹrọ ti o rọrun, apẹrẹ irọrun, idiyele iṣelọpọ kekere, idiyele itọju ati idiyele ohun elo, ati pe ko si idoti si agbegbe. Nitorinaa, FDM tun jẹ imọ-ẹrọ ti a lo pupọ julọ ni awọn itẹwe 3D tabili ile. O jẹ ọna titẹjade ibile ti o jo, eyiti ko lo lesa ati pe o ni idiyele kekere, ṣugbọn deede ko ga ati iyara titẹ sita lọra pupọ. Eyi ni ọna ti o rọrun julọ fun gbogbo eniyan, ati pe o jẹ lilo ni gbogbogbo ni ọja ẹkọ.

Ipa ti Titẹ sita 3D lori Ṣiṣelọpọ ati Iṣẹ-ọnà Ibile

Awọn anfani ti 3D titẹ sita

(1) Isọdi

Gbigba ehin bi apẹẹrẹ, awọn eyin gbogbo eniyan yatọ, ṣugbọn titẹ sita 3D le yanju ilodi laarin iṣelọpọ ti adani ati iṣelọpọ pupọ, ati pe ọpọ n ṣe agbejade awọn aranmo ti adani, awọn àmúró, ati bẹbẹ lọ.

(2) apẹẹrẹ gidi-akoko

Nitori iyara iyara ti titẹ sita 3D, olupilẹṣẹ ṣe apẹrẹ ẹya ọja ni owurọ, ati pe oludari le rii ọja ti o pari ni ọsan, lẹhinna ṣe apẹrẹ ẹya miiran ni 6 irọlẹ, ati pe o le rii ọja ti o pari ni owurọ keji, eyiti o mu ki idagbasoke iyara awọn ọja tuntun pọ si. Ti ko ba ni idiju paapaa, titẹ sita 3D le ṣe awọn ọja ti o pari ni awọn wakati 3, lakoko ti ijẹrisi aṣa gba awọn ọsẹ 4-6 ni akoko kọọkan, nitorinaa iyara gbogbogbo ti apẹrẹ ile-iṣẹ tun dara si.

(3) Ko si idoti

 Niwọn igba ti awọn ohun elo aise ti a ṣe jẹ gbogbo ore ayika, gbogbo ilana iṣelọpọ jẹ iṣelọpọ ti ko ni idoti. Ko si idoti ti gaasi egbin ati omi egbin, ko si si isonu ti awọn ohun elo ti o ku.

(4) Data isọdibilẹ

Nigbati ehin oni nọmba ba dagba, awọn ibeere imọ-ẹrọ fun awọn dokita yoo dinku pupọ. Awọn alaisan nilo lati lo ohun elo nikan lati ṣe ọlọjẹ fun iṣẹju meji ni ile-iwosan, ati pe wọn le mọ awọn okunfa ati awọn ojutu ti gbogbo awọn iṣoro ehín.

Ni afikun, titẹ sita 3D tun le ṣee lo fun orthodontics, titẹ sita ti ara ẹni ati awọn àmúró sihin ti adani. Lakoko iṣẹ abẹ ṣiṣu, o yẹ ki awọn eyin gbe si osi tabi siwaju? Awọn milimita melo ni lati gbe? Ni iṣaaju, iṣẹ abẹ ehín gbarale iriri ti ara ẹni ti dokita nikan, ṣugbọn ehin oni-nọmba ti pọ si iduroṣinṣin ti iṣẹ-ṣiṣe ati dinku ilẹ-ọna imọ-ẹrọ fun awọn dokita.

(5) Yara

 Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn ilana ile-iṣẹ ibile, titẹ 3D ko nilo awọn igbaradi alakoko gẹgẹbi agbara eniyan ati gbigbe. O nilo awọn ẹrọ nikan ati awọn ohun elo aise, ati pe o le fi sinu iṣelọpọ ni iyara.

(6) adaṣe

 A le sọ pe itẹwe 3D kan ṣoṣo ni o wa laarin oju inu foju ati ohun gidi. Ṣiṣejade bọtini-ọkan ti titẹ sita 3D fipamọ ọpọlọpọ awọn idiyele iṣẹ ati awọn aṣiṣe eniyan.