Ένας περιεκτικός οδηγός για τις τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης

Η τρισδιάστατη εκτύπωση επαναστατεί τη ζωή μας, όπως τα αυτοκίνητα κάποτε μετέτρεψαν τις μεταφορές και το διαδίκτυο αναδιαμορφώθηκε τη διάδοση πληροφοριών. Είστε έτοιμοι να αγκαλιάσετε αυτή την αλλαγή και να κατανοήσετε την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης τώρα;

Τι είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση;

Πρώτα, ας καταλάβουμε τι είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση.

Μπορείτε να συγκρίνετε την τρισδιάστατη εκτύπωση με το ψήσιμο ενός κέικ. Ανακατεύετε όλα τα υλικά μαζί και τα στρώνετε σε ένα ταψί. Μόλις σταθεροποιηθεί το υλικό, έχετε ένα κέικ. Ομοίως, η τρισδιάστατη εκτύπωση διαμορφώνει ένα στερεό αντικείμενο προσθέτοντας υλικό στρώμα προς στρώμα.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση, επίσης γνωστή ως πρόσθετη κατασκευή, χρησιμοποιεί ψηφιακά αρχεία μοντέλων και έναν εκτυπωτή για να στοιβάσει στρώματα ειδικών υλικών όπως πλαστικό ή σκόνη μέταλλο, κατασκευάζοντας σύνθετα σχήματα άμεσα. Η γκάμα των υλικών που χρησιμοποιούνται στην τρισδιάστατη εκτύπωση είναι τεράστια, από πλαστικά, κεραμικά, μέταλλα, ακόμη και βιολογικούς ιστούς, καλύπτοντας ποικίλες ανάγκες.

Ποιοι τύποι τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης υπάρχουν;

Λοιπόν, τι είδους τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης υπάρχουν;

Υπάρχουν πολλοί τύποι τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης, οι οποίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση τον τύπο του υλικού που χρησιμοποιείται και τη διαδικασία που εμπλέκεται. Αυτές περιλαμβάνουν την τρισδιάστατη εκτύπωση με βάση την εξώθηση, τη ρητίνη, τη σκόνη και την εκτόξευση, ως εξής:

1. τρισδιάστατη εκτύπωση με βάση την εξώθηση

Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν ένα υλικό (συνήθως θερμοπλαστικό νήμα) που θερμαίνεται και εξωθεί μέσω ενός ακροφυσίου. Το υλικό σκληραίνει κατά την ψύξη, σχηματίζοντας ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Το πιο χαρακτηριστικό από αυτά είναι η εκτύπωση μοντελοποίησης λιωμένων καταθέσεων (FDM).

● Συνδυασμένη μοντελοποίηση κατάθεσης (Αυτή είναι μια από τις πιο κοινές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης. Εξωθεί το θερμοπλαστικό νήμα, το θερμαίνει στο σημείο τήξης του, και το εξωθεί στρώμα προς στρώμα για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Τα δημοφιλή βίντεο των τρισδιάστατων τυπωμένων σπιτιών χρησιμοποιούν την τεχνολογία. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή πρωτοτύπων, την παραγωγή μερών, και την παραγωγή καταναλωτικών αγαθών. Το LEGO, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί το FDM για να δημιουργήσει πρωτότυπα από νέα τούβλα.

Επί του παρόντος, η τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης είναι αρκετά ώριμη, και η ακρίβεια και η ταχύτητα εκτύπωσης των αντίστοιχων εκτυπωτών βελτιώνονται συνεχώς. Ο τρισδιάστατος εκτυπωτής υψηλής ακρίβειας είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού.

Αυτός ο τρισδιάστατος εκτυπωτής διαθέτει ένα πλήρως μεταλλικό ενσωματωμένο σώμα και χρησιμοποιεί τροχαλίες σε σχήμα Β για ομαλή και σταθερή κίνηση, χαμηλό θόρυβο και αντοχή στη φθορά, εξασφαλίζοντας μεγάλη διάρκεια ζωής. Η πλάκα θέρμανσης του χρησιμοποιεί μια υψηλής ποιότητας πλατφόρμα γυαλιού πλέγματος με ισχυρή πρόσφυση, αποτρέποντας την παραμόρφωση του τυπωμένου μοντέλου και επιτρέποντας τη γρήγορη χειρωνακτική αφαίρεση του μοντέλου.

Ο τρισδιάστατος εκτυπωτής έχει ένα έξυπνο σύστημα προστασίας που υποστηρίζει τη συνέχιση απενεργοποίησης, εξαλείφοντας τις ανησυχίες για απρόσμενες διακοπές ρεύματος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης, εξοικονομώντας χρόνο, υλικά και ηρεμία του μυαλού. Έρχεται επίσης με οθόνη με φιλικό προς το χρήστη διαδραστικό σχεδιασμό, καθιστώντας τις ρυθμίσεις λειτουργίας απλές και την πρόοδο εκτύπωσης σαφή με μια ματιά, επιτρέποντας στους αρχάριους να ξεκινήσουν γρήγορα.

Ο τρισδιάστατος εκτυπωτής είναι συμβατός με μια ποικιλία νημάτων όπως και και. Προσφέρει υψηλή ακρίβεια εκτύπωσης έως ±0,2Αυτός ο εκτυπωτής παρέχει εξαιρετική ποιότητα σε εξαιρετική τιμή. Ως χόμπι τρισδιάστατος εκτυπωτής, είναι ιδανικό για τη δημιουργία εξατομικευμένων τεχνών. Υπάρχουν πολλά μοντέλα τρισδιάστατων εκτυπωτών διαθέσιμα σε απευθείας σύνδεση για δωρεάν λήψη, απλά ακολουθήστε τον οδηγό λειτουργίας για να εισαγάγετε το μοντέλο στον υπολογιστή σας, και ο τρισδιάστατος εκτυπωτής μπορεί να εκτυπώσει το έργο της φαντασίας σας.

2. τρισδιάστατη εκτύπωση ρητίνης

Αυτές οι τεχνολογίες εκτύπωσης χρησιμοποιούν κυρίως φωτοευαίσθητη ρητίνη ως υλικό. Όταν η φωτοευαίσθητη ρητίνη εκτίθεται σε συγκεκριμένο τύπο φωτός (συνήθως υπεριώδες φως), υφίσταται μια αντίδραση σκλήρυνσης. Με αυτόν τον τρόπο, η ρητίνη μπορεί να στοιβαχτεί και να στερεοποιηθεί στρώμα προς στρώμα για να κατασκευάσει στερεά στοιχεία. Οι κοινοί τύποι περιλαμβάνουν τις τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης στερεολιθογραφίας (και υγρής οθόνης κρυστάλλου).

● Στερεολιθογραφία (SLA): Η SLA είναι η αρχαιότερη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης. Χρησιμοποιεί κυρίως το χαρακτηριστικό της υγρής φωτοευαίσθητης ρητίνης για να στερεώσει γρήγορα κάτω από την ακτινοβολία μιας υπεριώδους ακτίνας λέιζερ. Κάτω από τον έλεγχο υπολογιστών, η ακτίνα λέιζερ σαρώνει την υγρή επιφάνεια, προκαλώντας την σαρωμένη περιοχή της ρητίνης για να στερεώσει και να διαμορφώσει ένα λεπτό στρώμα ρητίνης. Με την επανάληψη αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται ολόκληρο το προϊόν.

Η τεχνολογία χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή διαφόρων φορμών και μοντέλων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη ρίψη ακρίβειας προσθέτοντας άλλα συστατικά στις πρώτες ύλες. Το κομμάτι προς κατεργασία μετά από την εκτύπωση χρειάζεται μετα-επεξεργασία, όπως η ισχυρή ελαφριά ακτινοβολία, η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, η ζωγραφική, ή ο χρωματισμός, για να λάβει το τελικό προϊόν. Τα τυπωμένα προϊόντα έχουν υψηλή ακρίβεια και καλά αποτελέσματα επεξεργασίας επιφάνειας, καθιστώντας τα πολύ κατάλληλα για την κατασκευή λεπτών μοντέλων όπως οδοντικά μοντέλα και κοσμήματα.

● Τρισδιάστατη εκτύπωση επίδειξης υγρών κρυστάλλων (Αυτή είναι μια αναδυόμενη τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης. Χρησιμοποιεί έναν πίνακα υγρών κρυστάλλων ως πηγή φωτός. Με τον έλεγχο των διακοπτών εικονοστοιχείων στην επιτροπή υγρών κρυστάλλων, το φως της πηγής φωτός προβάλλεται πάνω στη φωτοευαίσθητη ρητίνη σε ένα προκαθορισμένο σχήμα, προκαλώντας την στερεοποίηση και τη διαμόρφωση ενός μοντέλου. Η τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης είναι δημοφιλής για την υψηλή αποδοτικότητα και το χαμηλό κόστος της και χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η οδοντιατρική, το κόσμημα, και η κατασκευή παιχνιδιών.

3. τρισδιάστατη εκτύπωση σκονών

Αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν σκόνη υλικά, επιλεκτικά λιωμένα ή ενωμένα μεταξύ τους. Οι κύριες τεχνολογίες εκτύπωσης περιλαμβάνουν σήμερα την επιλεκτική συμπύκνωση λέιζερ (επιλεκτική τήξη λέιζερ (και σύντηξη κρεβατιών σκονών (3Ρ).

● Επιλεκτική συμπύκνωση λέιζερ (χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να συμπυκνώσει το σκονισμένο υλικό, συνδυάζοντάς το για να δημιουργήσει μια στερεή δομή. Χρησιμοποιείται συχνά με νάυλον και μπορεί να παραγάγει μέρη με υψηλής αντοχής και σύνθετες γεωμετρικές μορφές. Χρησιμοποιείται συνήθως στην αεροδιαστημική και αυτοκινητοβιομηχανία για την κατασκευή λειτουργικών μερών. Η BMW, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για την παραγωγή εξαρτημάτων για τα αυτοκίνητά της.

● Επιλεκτική τήξη λέιζερ (Αυτή η τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης χρησιμοποιείται κυρίως για τα υλικά σκονών μετάλλων. Η αρχή εργασίας του είναι να χρησιμοποιήσει μια ακτίνα λέιζερ υψηλής ενέργειας για να σαρώσει το κρεβάτι σκονών, λιώνοντας το στρώμα σκονών μετάλλων σύμφωνα με τα διατομεακά δεδομένα του μοντέλου διαμορφώνοντας ένα στερεό τρισδιάστατο αντικείμενο. Αυτή η μέθοδος μπορεί να κατασκευάσει μέρη με σύνθετα γεωμετρικά σχήματα και εσωτερικές δομές, κατάλληλα για διάφορες βιομηχανίες όπως αεροδιαστημική, αυτοκινητοβιομηχανία, ιατρική, και κατασκευή.

Σε σύγκριση με άλλες τρισδιάστατες τεχνολογίες σκονών εκτύπωσης, μπορεί να δημιουργήσει μέρη με υψηλότερη πυκνότητα και ανώτερες μηχανικές ιδιότητες, καθιστώντας το πολύ χρήσιμο για τις εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή και αντοχή. Ωστόσο, λόγω των υψηλής ενέργειας λέιζερ που εμπλέκονται στη διαδικασία εκτύπωσης το κόστος εξοπλισμού, η λειτουργική δυσκολία και τα ζητήματα ασφάλειας είναι σχετικά σημαντικά.

● Σύνθεση κρεβατιών σκονών (3είναι μια τρισδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης που χρησιμοποιεί ένα κρεβάτι σκονών και ένα συνδετικό υλικό. Ψεκάζει ένα συνδετικό υλικό στο κρεβάτι σκονών, ενώνοντας τα σωματίδια σκονών μαζί για να σχηματίσει ένα στερεό στρώμα. Στη συνέχεια, προστίθεται ένα νέο στρώμα σκόνης και αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να ολοκληρωθεί η εκτύπωση. Η τεχνολογία 3χρησιμοποιείται ευρέως στην αρχιτεκτονική, την τέχνη και τη βιοϊατρική λόγω της ικανότητάς της να εκτυπώνει μέρη με σύνθετες εσωτερικές δομές.

Επί του παρόντος, υπήρξε κάποια σημαντική ανακάλυψη στην τρισδιάστατη εκτύπωση του συνδετικού υλικού κραμάτων αργιλίου. Στο μέλλον, αυτή η τεχνολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί για την τρισδιάστατη εκτύπωση μερών για ηλεκτρικά αυτοκίνητα, ηλεκτρικά αεροπλάνα, κ.λπ.

4. Εκτυπωτική τρισδιάστατη εκτύπωση

Αυτές οι μέθοδοι υλοποιούν κυρίως την εκτύπωση με την εκτόξευση των στερεοποιημένων υλικών σταγονιδίων από την κεφαλή εκτύπωσης. Οι κύριες τεχνολογίες περιλαμβάνουν την τρισδιάστατη εκτύπωση PolyJet, την εκτύπωση ColorJet (CJP), την εκτύπωση MultiJet (MJP) και τη συγχώνευση πολλαπλών Jet (MJF).

● τρισδιάστατη εκτύπωση Η τεχνολογία είναι παρόμοια με τους εκτυπωτές εγγράφων ψεκάζοντας στρώματα υγρών φωτοπολυμερών στο δίσκο κατασκευής, τα οποία στη συνέχεια θεραπεύονται αμέσως από το υπεριώδες φως, συσσωρεύοντας αργά στρώμα προς στρώμα μέχρι να κατασκευαστεί ένα πλήρες τρισδιάστατο μοντέλο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά για τη δημιουργία λεπτομερών πρωτοτύπων, φορμών, ακόμη και πολύχρωμων μοντέλων. Επί του παρόντος, ορισμένες εταιρείες υποδημάτων χρησιμοποιούν τρισδιάστατη εκτύπωση για να δημιουργήσουν λεπτομερή και ρεαλιστικά πρωτότυπα παπουτσιών.

● Η εκτύπωση και η εκτύπωση είναι δύο μέθοδοι τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιούν τεχνολογία εκτόξευσης. Το χρησιμοποιεί κρεβάτι σκόνης και χρωματιστό συνδετικό υλικό, επιτρέποντας την εκτύπωση των μερών πλήρους χρώματος. Μπορεί να εκτοξεύσει πολλαπλάσια υλικά ταυτόχρονα, δημιουργώντας σύνθετα μέρη με διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Και οι δύο τεχνολογίες είναι δημοφιλείς για την υψηλή ακρίβεια και την καλή ποιότητα επιφάνειας τους και χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή πρωτοτύπων, την εκπαίδευση και την καλλιτεχνική δημιουργία.

● Πολυ Jet Fusion (MJF): Αναπτύχθηκε από την HP, το MJF χρησιμοποιεί λεπτή σκόνη και τη συνδυάζει με ένα συνδετικό υλικό. Στη συνέχεια, εφαρμόζεται ένας παράγοντας λεπτομερείας, ο οποίος, όταν συνδυάζεται με θερμότητα, στερεώνει το μέρος. Το είναι γνωστό για την ταχύτητα και την ικανότητά του να παράγει σύνθετα γεωμετρικά μέρη, και χρησιμοποιείται συχνά στις βιομηχανίες αυτοκινήτων και καταναλωτικών αγαθών. Για παράδειγμα, η BMW χρησιμοποιεί για την παραγωγή εξαρτημάτων για τα αυτοκίνητά της.

Το δυναμικό ανάπτυξης της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι ατελείωτο. Είτε στην ιατρική, την αρχιτεκτονική, την εκπαίδευση, είτε στην τέχνη και το σχεδιασμό, η τρισδιάστατη εκτύπωση ανοίγει νέες δυνατότητες. Σε αυτή τη διαδικασία, οι κατασκευαστές τρισδιάστατων εκτυπωτών όπως οι καινοτόμοι, δεσμευμένοι στην ανάπτυξη αποδοτικότερων και ακριβέστερων τρισδιάστατων προϊόντων εκτύπωσης για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες των διαφορετικών τομέων. Έχουμε κάθε λόγο να πιστεύουμε ότι το μέλλον της τρισδιάστατης εκτύπωσης θα είναι ακόμα ευρύτερο.