Как да възпроизведем съществуващ обект с 3D принтер?

Какво представляват 3д принтерите?

Вероятно повечето от вас вече са чували за 3D принтерите, с които се осъществява 3д принтиране (познато също като триизмерен печат).

За тези от вас, които не знаят 3D печатът е модерна технология за печат на триизмерен твърд предмет в желана форма на базата на триизмерен модел.Този вид принтиране се базира на цифрова технология, като първият 3д принтер датира от 1984 г.

3D печатът се различава значително от класическите методи за печат, които включват отнемане на материал като например струговане и рязане на метални детайли.

Нарича се адитивен процес на производство, който включва нанасянето на последователни слоеве от даден материал. За първи път материали и оборудване за адитивно производство започван да се разработват през 1980-та.

3D технологиите вече все повече навлизат в нашия свят и те са едни от най-бързо развиващите се технологии в света. С тяхна помощ можем да осъществяваме  3D печат на различни предмети, които намират полезно приложение.

3D принтирането е уникална технология, която все повече навлиза в различни сфери от живота ни и си извоюва ролята като неизменна част от различни сфери на промишлеността.

Някои от предимствата на 3D принтерите са:

• голямата резолюция
• качеството на нарязване на 3D модела на обекта.
• прецизната изработка
• опцията за управление на процеса на изграждане.
• разнообразието от настройки и технологични екстри на принтерите.

Има различни технологии на 3D принтиране. FDM и SLA са най-често използваните технологии в 3D принтирането. Чрез тях се постига бързо и евтино прототипиране с високо качество. Този вид технологии по 3D принтиране предлагат богат избор от материали и функционални части.

FDМ и SLA принтерите предлагат добри резултати и отлична производителност. SLA например е един добър избор за прототипи с много детайли, при които се изискват гладки повърхности като например калъпи, десени и функционални части.

FDM (Fused Deposition Modeling) технологията е най-често използваният метод за създаване на непрофесионални и настолни принтери. FDM принтерите са предпочитана технология, тъй като цената им е ниска и имат малко разходи за консумативи. Друг вид 3D принтери са SLA принтерите.

3D принтерите използват най-често материали като FDA, PLA, ABS, PETG, но могат да се използват  много други материали.

Филаментите рябва да са с диаметър 1,75 мм. и 2,85 мм. Тези размери обаче са относителни, тъй като всеки 3д принтер си има свои специфични особености и се нуждае от различен диаметър на нишката на материала.

Ако се нуждаете от 3D принтирани обекти за вашия бизнес, то трябва да инвестирате в търговски софтуерен лиценз.

• Първата стъпка е да си приготвите CAD файл.Можете да откриете безплатни 3D модели в интернет.
• Слeдващата стъпка е изрязането на триизмерния обект. На този етап целта е 3D файла да се трансформира инструкции към 3д принтера.
• Третата стъпка e процеса по 3D принтиране.
• Четвъртата стъпка включва премахване на части от принтера.
• Петата стъпка е следваща обработка на 3D обекта.То се наложи като предпочитана производствена операция в различни индустрии.

Едно от главните предимства на 3D принтирането е опцията да се контролира количеството на подавания материал, както и начина на наслагване на материала.

Чрез него могат да се създават обекти със сложни структури, които стандартните производствени технологии не могат.

Използването на 3D технологиите има редица предимства.Те намират приложение при изработката на прототипи, както и в различни промишлени отрасли като строителство, архитектура, автомобилна индустрия, самолетостроене, биотехнологии, мода.

3D принтерът представлява устройство, което създава триизмерни физически обекти въз основата на компютърен модел посредством процес на добавяне, по време на който се наслагват последователно слоеве от материал.

За създаването на отделните слоеве модела на предмета се моделира на отделни хоризонтални слоеве чрез специален софтуер. Колкото по-голяма е височината на даден предмет и колкото по-тънки слоеве има, толкова и е по-голям техният брой.

Всеки слой на дадения обект има  двуизмерна форма със свой индивидуален контур, която наподобява картонена изрезка. Отделните слоеве имат еднаква дебелина, която е равна на височината на тухлите.

Формата на дадения предмет се изгражда чрез наслагване на слоевете материал. Първият от слоевете е с най-голям диаметър, а останалите са с по-малък диаметър, който постепенно намалява като последният слой представлява малка точка.

Чрез нарязването на материал на слоеве могат да се произвеждат предмети с много сложна форма.Тези предмети мога да имат вградени детайли. Подобен предмет е например количка с движещи се колела.

3D принтерите намират отдавна широко приложение в редица индустрии като най-вече се прилагат за промишлени цели.

През последните години обаче популярност придобиват и настолните принтери,  които са доста по-евтини в сравнение с 3D принтерите за промишлени цели.

Вски един предмет, който може да бъде моделиран чрез 3а моделиране може да съответно създаден и чрез 3D принтер.

Настолните 3D принтери имат редица приложения. Едно от тях е бързото създаване на прототипи на изделия.Използват се и в производството на играчки, битови изделия, резервни части, хоби модели, бижута, музикални инструменти.

Чрез 3D принтери можете да изработвате обекти с образователна цел, да създавате макети и други видове обекти.

FDM принтирането например включва технология с отворен код и с нейна помощ професионалисти и любители могат да създават 3д принтери, които работят с разнообразни материали като метал, шоколад, пясък и други.

Настолните 3D принтери работят обикновено с PLA или ABC пластмаса, която се явява конструктивен материал.Материалът се използва под формата на навита на макара нишка.

Екструдерът на принтера поема свободния край на нишката. Ролята на екструдера е да поема, придвижва и разтопява материала след което го поставя на равна основа (наречена платформа), като по този начин създава един от слоевете на обекта.

Платформата на 3D принтера се движи напред и назад, за да изгради дадения слой със зададената форма чрез постепенно полагане на дадения материал. Екструдерът на 3д принтера се движи от своя страна наляво и надясно по осите Х и У.

Някои модели принтери са с неподвижна платформа, като екструдерът им се движи по трите оси. По този начин всяка частица от материала попада на правилното място и в резултат се изгражда слой с равномерна дебелина.

След като първия слой от материала е готов, платформата, върху която стои предмета се придвижва надолу по оста. Това се прави с цел да се освободи място за следващия слой материал, който се нанася от екструдера.

Този път материалът е разтопен, с цел да се залепи здраво върху първия. По този начин се изграждат слой върху слой до цялостното изграждане на желания обект.

Кои са основните елементи на един 3D принтер и как работи?

Платформа за изграждане

Върху платформата се изграждат тризмерните обекти от 3D принтера. Тя  е правоъгълна или кръгла плоча и върху нея се изграждат слоевете материал на обекта.

Платформата на 3D принтера се движи нагоре и надолу, напред и назад. При използване на някои видове материали, като например ABS платформата се подгрява

Шаси

Шасито на даден 3D принтер представлява платформата, върху която са поставени останалите части на принтера. Нейната главна роля е да осигурява опората на принтера.

Екструдер

Ролята на екструдера е да поема термопластичния материал, да го разтопява и да го полага на платформата. Той е изграден от две части- студена и гореща част.

Студената част изтегля материала от ролката и го подава към горещата част. Там се намира подгряваща дюза, която разтопява и полага материала.

Микроконтролер

Ролята на микроконтролера е да разчита настройките за принтиране и слоевете материал. Той контролира цялостната работа на принтера чрез помощта на други електронни компоненти.

Стъпкови мотори

Стъпковите мотори са електрически ротационни двигатели. Те задвижват екструдера и платформата напред и назад, нагоре и надолу и наляво и надясно.

Електрически захранващ блок

Персоналните 3D принтери разполагат с няколко вида параметри. Това са:

• размер на изграждане
• работа с различни по вид материали
• резолюция по ос Z
• брой на екструдерите.

Как се работи с 3д принтер?

Когато стигнете до момента “как се работи с 3д принтер” е важно да имате готов детайл за печат и да сте избрали материала си. Това може да е част, която сте си проектирали сами с помощта на CAD (компютърно проектиране), взета от 3д сканиране или от опис на съществуващи проекти.

 

Преди да стартирате, превърнете дизайна си в „координати”, които 3д принтерът може да разбере. Определете и важни параметри като например материала, с който ще печатате. Този процес е известен като „нарязване” – включва нарязване на 3д обекта на слоеве. Обикновено това се прави в програма, известна като софтуер за нарязване или подготовка за печат. След като нарязването е завършено, файлът ви е готов за отпечатване.

 

Следва да го изпратите до вашия 3д принтер, като съществуват два основни начина да направите това. Единият е да заредите файла на устройството за съхранение на данни, да го поставите в принтера и да стартирате процеса по 3D печат чрез интерфейса на принтера. Другият вариант е да го изпратите от разстояние до принтер с мрежова поддръжка чрез локална мрежа или облак. Дистанционното отпечатване е особено полезно, ако не се намирате на същото място, на което се намира вашият 3д принтер.

 

Времето за отпечатване варира в зависимост от размера и нивото на детайлност на отпечатвания обект, както и от типа на 3д принтера. Извадете готовия обект от устройството, когато печатът приключи. В зависимост от избрания материал и процеса на печат може да са необходими някои последни ръчни стъпки, преди да е готов за употреба.

Как бизнес 3д принтер помага при изработка на изделия от реални обекти?

Възпроизвеждането на изделия – 3д принтера, благодарение на неговата мощност, вече не е запазена територия само за големи индустрии. Съвременните бизнес 3D принтери дават възможност на компании от различни сектори – производство, архитектура, медицина, дизайн и други – да създават точни и функционални изделия, базирани на реални форми и обекти.

 

Процесът започва със сканиране на оригиналния предмет – създава се цифров модел, който може да бъде преработен, подобрен или директно подготвен за принтиране. Получените изделия възпроизвеждат с точност на формата, детайлите и размерите на оригинала, благодарение на високата резолюция и прецизност на съвременния бизнес 3д принтер. Това е изключително полезно при създаване на резервни части, които вече не се произвеждат, или при нужда от индивидуални решения за конкретен клиент.

 

Бизнес 3д принтер освен функционалност предлага и гъвкавост. Материалите могат да бъдат избирани според изискванията на конкретното приложение като здравина, еластичност, устойчивост на топлина или естетика. Това позволява изделия – 3д принтера да бъдат използвани както за прототипиране, така и за крайна употреба.

 

Комбинацията между 3д сканиране и бизнес 3д принтер създава бърз, достъпен и ефективен начин за възпроизвеждане на съществуващи обекти. Това не е само ускорява процеса на производство, но и отваря нови възможности за иновации и персонализация в бизнеса.