Modelarea 3D este o direcție foarte populară, în curs de dezvoltare și multitasking în industria computerelor de astăzi. Crearea de modele virtuale de ceva a devenit o parte integrantă a producției moderne.
Tehnologiile moderne nu stau pe loc și obiecte noi sunt inventate în fiecare zi în diferite domenii ale științei. Un astfel de know-how este o imprimantă 3D. Invenția acestui dispozitiv face posibilă crearea de modele 3D unice, a căror utilizare este posibilă în orice industrie, de la construcții până la medicină.
Istoria imprimantei 3D și ce este?
De fapt, imprimantele 3D industriale au apărut cu mult timp în urmă, dar existența lor nu a fost atât de promovată pentru populația generală. Primul model 3D a apărut în 1985. Imprimanta era ușor funcțională și tipărită în alb și negru. Deja în 1988 a început producția de modele color. În acest moment, există un număr imens de modele care lucrează pe o gamă largă de materiale. În 2000, imprimantele 3D puteau funcționa doar cu plastic ABC. Și astăzi gama de materiale s-a extins la câteva sute de materiale. Acestea includ: acrilic, beton, hidrogel, hârtie, gips, gheață etc.
Deja în 2005 a apărut un model de imprimantă, care a făcut posibilă crearea de modele color. Acest dispozitiv ar putea imprima majoritatea componentelor modelului. În 2014, a apărut prima imprimantă cu o zonă de imprimare imensă. Această dezvoltare permite crearea de modele de dimensiuni nelimitate. A existat deja o încercare de a tipări o casă de beton la dimensiunea maximă.
Nu a durat mai mult de o zi pentru a ridica o astfel de structură. Deja în 2016, prima clădire tipărită 3D a fost prezentată la Dubai. În februarie 2017, Rusia a dezvăluit și o casă tipărită în întregime pe șantier. Anul acesta a fost dezvoltată și o imprimantă cu șase axe, cu care elementele complexe vor fi mult mai ușor de imprimat fără a fi nevoie de structuri de susținere. În acest moment, dezvoltarea imprimantelor care pot imprima organe umane, proteze, implanturi, caroserii auto și chiar alimente sunt în plină desfășurare.
Deci, ce este o imprimantă 3D și ce funcții îndeplinește?
O imprimantă 3D este un dispozitiv special pentru crearea de modele tridimensionale. Cu această mașină, puteți crea modele tridimensionale de diferite dimensiuni. Datorită producției de informații în formă tridimensională, toate obiectele obținute au parametri fizici reali.
Cum funcționează o imprimantă 3D și cum sunt create modele 3D reale?
Dacă descriem activitatea unei imprimante 3D în termeni generali, există mai multe etape principale ale activității sale:
- Crearea unui model 3D într-un program grafic. În această etapă, modelul este creat pe computer folosind șabloane virtuale speciale.
- Împărțirea modelului în straturi.
- Următoarea etapă este legată de funcționarea imprimantei în sine. Formează o masă dintr-o pulbere specială strat cu strat, care este utilizată pentru formarea ulterioară a modelului. Se creează o cameră specială, care este umplută cu material plastic.
- După fiecare strat, materialul este lubrifiat cu un strat adeziv, care conferă viitorului model rezistență.
Tipuri de modelare 3D
În acest domeniu, tehnologiile moderne se dezvoltă în mai multe direcții:
- tehnologii stereolitografice, care sunt prescurtate ca STL. Un format de fișier utilizat pe scară largă pentru stocarea modelelor tridimensionale de obiecte pentru utilizare în tehnologii aditive.
- metode de aplicare termoplastice - FDM. Modelarea modelelor folosind depunerea material strat-cu-strat.
- sinterizare cu laser - SLS. Tehnologia (SLS) implică utilizarea unuia sau mai multor lasere (de obicei dioxid de carbon) pentru sinterizarea particulelor dintr-un material pulbere pentru a forma un obiect fizic tridimensional.
Astăzi, metoda depunerii strat cu strat este cea mai populară și utilizată pe scară largă în industrie.
Principalele avantaje ale acestei metode sunt:
- utilizarea de materiale de înaltă calitate și ieftine;
- tehnica de operare simplă;
- respectarea mediului înconjurător a materialelor utilizate.
Stereolitografia cu laser
Acest tip de modelare 3D este utilizat pe scară largă în proteze dentare. O caracteristică distinctivă a acestui tip de tipărire este producția de obiecte de înaltă calitate. Astfel de rezultate se obțin datorită utilizării echipamentelor care funcționează într-o rețea dimensională, care este calculată în unități de microni.
Cum funcționează astfel de echipamente?
Partea funcțională a acestor echipamente se bazează pe proiectoare cu ultraviolete LED. În interiorul acestor imprimante 3D sunt oglinzi delicate care asigură o deviere precisă a grinzilor. din această cauză, are loc o expunere nu secvențială, ci completă a straturilor de contur.
Sinterizarea cu laser
Sinterizarea cu laser sau tehnologia SLS este un alt tip de modelare cu laser. Pentru funcționare, astfel de dispozitive folosesc plastic cu topire redusă. Baza dezvoltării unice este un laser puternic care urmărește contururile pe o bază din plastic, fuzionând materialul. Procesul se repetă până se obține un model complet. un dezavantaj semnificativ al sinterizării cu laser este porozitatea modelelor rezultate. cu toate acestea, acest lucru nu afectează puterea în niciun fel. se crede că modelele obținute prin această metodă sunt cele mai durabile. Instalarea pentru sinterizarea cu laser are un cost destul de ridicat, iar procesul de formare a modelului în sine durează o perioadă lungă de timp.
Ce materiale sunt folosite pentru a crea modele 3D?
După cum sa menționat deja, principalul material utilizat în imprimantele 3D este termoplasticul. Vine în două formate: ABS și PLA. În plus, materiale precum nylonul, polietilena, policarbonatul și alte tipuri de materiale utilizate în industrie au devenit răspândite.
Multe imprimante 3D implică amestecarea mai multor tipuri de materiale, combinând proprietățile lor fizice și chimice.
Instalațiile care folosesc metale pentru munca lor sunt mai complexe în structura lor. Diferența de tehnologie se reduce la funcțiile capului de imprimare, care funcționează pe baza unui program de computer. Cu ajutorul său, o masă adezivă de lipire este aplicată în locurile în care indică programul de calculator. Apoi, capul aplică un strat subțire de pulbere metalică pe întreaga zonă de lucru. Adică, metalul nu se topește, la fel ca în cazul materialelor plastice, ci este aplicat și lipit împreună în straturi sub forma celor mai mici particule.
Fapte interesante despre imprimantele 3D
- Imprimarea 3D este utilizată nu numai în industrie, este utilizată pe scară largă în medicină, gătit și chiar spațiu.
- În fiecare an, prețul pentru imprimantele 3D devine mai mic și mai accesibil. În curând această tehnologie va fi disponibilă pentru aproape toată lumea.
- Primul model 3D a fost creat în 1984. A fost obținut de Chuck Hill ca urmare a stereolitografiei.
- Nu cu mult timp în urmă, organele artificiale au fost create folosind o imprimantă 3D. Protezele urechii au fost primele modele.
- În viitorul apropiat, oamenii de știință vor tipări primul model uman.
- Modelarea 3D va ajuta la reducerea costurilor de producție, astfel încât producția din fabrică va deveni în curând neprofitabilă.
- Tehnologiile 3D au fost utilizate în cinematografie de foarte mult timp pentru a crea modele realiste.
- Oamenii de știință sugerează că, cu ajutorul modelării 3D, pot fi creați roboți care, în loc de oameni, vor explora spațiul.
- Modele 3D de rochii au fost deja arătate lumii. Modelul Dita Von Teese a devenit prima vedetă care a purtat o rochie imprimată 3D.
