Apakah percetakan 3D?

Percetakan 3D ialah koleksi teknologi yang semuanya cuba menjawab soalan, "Apakah cara terbaik untuk membuat sebarang objek fizikal individu dengan membinanya lapisan demi lapisan?" Dengan cetakan 3D, anda biasanya membina sebuku roti keping demi keping.

Semua teknologi berfungsi secara berbeza, tetapi salah satu FDM (Fused Deposition Modelling) yang paling biasa berfungsi dengan kepala pencetak yang disuapkan dengan filamen plastik (biasanya ABS, plastik yang sama yang diperbuat daripada LEGO).

Fail 3D disemak oleh perisian untuk melihat sama ada ia boleh dicetak.

Perisian kemudian menghiris fail dan menghantarnya ke mesin.

Filamen plastik disuap melalui kepala pencetak.

Filamen mencair dan kepala kemudian mendepositkannya pada platform binaan.

Kepala bergerak mengendapkan bahan supaya ia membentuk kepingan bawah objek.

Kepala kembali ke kedudukan permulaannya dan platform binaan diturunkan.

Kepala kemudian membina lapisan baru di atas yang pertama dan ini diulang sehingga objek selesai.

Untuk simulasi DIY, picit satu tiub ubat gigi pada tangan anda.

Jika kita membina bentuk gelas wain kita akan menghadapi masalah. Jika kita ingin mencetak mangkuk kaca, plastik akan pergi ke mana-mana. Oleh sebab itu, mesin canggih (dan tidak lama lagi juga mesin desktop) turut mendepositkan bahan sokongan. Dengan bahan sokongan kepala cetak mempunyai dua penyemperit, satu yang mendepositkan bahan binaan dan satu lagi bahan sokongan. Oleh itu, apabila membina gelas wain anda sebenarnya akan membina bentuk silinder yang memanjang ke bahagian paling jauh mangkuk kaca.

Kepala cetak akan menyemperit bahan binaan untuk bahagian lapisan yang akhirnya menjadi gelas wain dan juga menyemperit banyak bahan sokongan supaya apabila struktur yang tergantung perlu dibina, bahan binaan boleh dibina di atasnya. Jadi anda akan mendapat silinder plastik yang mengandungi gelas wain anda di dalamnya. Anda kemudian boleh menggunakan air lagi atau mandi pelarut (terdapat banyak cara) untuk membasuh bahan sokongan dan anda ditinggalkan dengan objek terakhir anda.

Berikut ialah video yang menunjukkan cara proses ini berfungsi (pendedahan, video dibuat oleh Materialize sebuah syarikat tempat saya bekerja):

Berikut ialah satu lagi video oleh Shapeways (pendedahan, saya pernah bekerja di sana juga) menunjukkan kepada anda beberapa bahan sokongan dan penyingkirannya:

FDM memberikan anda ketepatan dimensi yang tinggi, tetapi bahagian-bahagiannya secara amnya kurang menarik berbanding yang dibuat dengan teknologi lain.

Pensinteran Laser Terpilih

 

 

Pensinteran Laser Terpilih atau Pensinteran Laser ialah proses berbeza di mana serbuk plastik halus (PA12 serupa dengan Nylon) didepositkan dan laser mensinter bahagian yang akan menjadi model anda. Selebihnya serbuk bertindak sebagai sokongan. Lapisan baru kemudian digunakan dan proses itu berulang. Anda kemudian ditinggalkan dengan satu blok serbuk halus yang memegang bahagian anda. SLS mempunyai rasa seluar jeans dan mempunyai sifat mekanikal yang hebat, tetapi bahannya berliang supaya ia menyerap kotoran dan cecair. Di atas adalah sayap UAV yang dibina dengan SLS.

DMLS

 

 

Anda juga boleh mencetak titanium dan keluli 3D dengan DMLS (Direct Metal Laser Sintering) yang berfungsi dengan cara yang sama, tetapi dengan serbuk titanium. Di sini anda boleh melihat bagaimana implan rahang dibuat:

DMLS memberi anda bahagian logam dan kekuatan yang sangat tinggi, tetapi sebagai tambahan kepada sokongan yang datang daripada serbuk yang tidak disinter, struktur sokongan tambahan perlu dibuat kerana suhu tinggi yang bertindak pada bahagian tersebut. Ini perlu dikeluarkan dengan tangan menggunakan flex atau alatan mesin lain.

EBM

 

 

Electon Beam Melting (EBM) berfungsi dengan pancaran elektron terarah. EBM mempunyai tekstur permukaan yang lebih kasar daripada proses lain, tetapi ini menjadikannya sangat sesuai untuk implan. Lebih 30,000 implan ortopedik dibuat setiap tahun dengan EBM.

Percetakan 3D

 

Nama sebenar yang betul untuk semua teknologi percetakan 3D ialah pembuatan bahan tambahan, tetapi orang ramai telah memilih percetakan 3D sebagai istilah. Percetakan 3D sebenarnya adalah nama satu set teknologi yang diperoleh daripada paten pencetakan MIT 3D yang mana kepala pencetak (sama seperti dalam pencetak Hewlett-Packard anda) melepasi lapisan serbuk dan mengikat bahan ini dengan pengikat. Anda boleh mencetak warna dengan proses ini dan inilah yang dilakukan oleh mesin Zcorp. Menggunakan teknologi yang sama, tetapi dengan proses yang lebih kompleks, ExOne boleh mencetak logam. Bahagian Zcorp mempunyai warna, tetapi ia rapuh. ExOne membuat bahagian logam dengan murah (cincin perkahwinan keluli ialah $8), tetapi ia mempunyai ketepatan dimensi yang lebih rendah dan memerlukan banyak masa secara perbandingan.

Voxeljet menggunakan teknologi yang sama untuk mencetak pasir dan PMMA dan proses ini digunakan untuk menuang banyak pam dan jentera perindustrian yang lain. Voxeljet kini mempunyai pencetak 3D terbesar di dunia yang mempunyai jumlah binaan 4 x 2 x 1 meter.

 

Stereolitografi

 

Stereolithography sebenarnya adalah teknologi pertama yang dikomersialkan dan ia dicipta oleh Chuck Hull di Sistem 3D. Laser membina dan objek dalam mandi resin. Proses ini memberikan anda kelancaran yang hebat dan bahagian yang kelihatan cantik, tetapi ia memerlukan langkah pengawetan pasca dan struktur sokongan perlu dikeluarkan dengan tangan. Dalam foto di atas, anda boleh melihat struktur sokongan yang memegang replika mumia King Tut (perhatikan struktur sokongan kekisi yang mengangkat kepala). Bahagian SLA juga lazimnya kurang tahan terhadap haus dan lusuh dunia sebenar dan digunakan untuk perkara seperti prototaip kerana ia kelihatan baik dan kelihatan hebat apabila selesai. Contoh pada bahagian dalam kereta Citroen GT dan sengkang yang dilihat di bawah, video menunjukkan kepada anda lampu yang dibuat dengan SLA.

 

Envisiontec

 

(Pendedahan, saya sedang melakukan kerja perundingan untuk Envisiontec) Sedangkan hampir semua teknologi pencetakan 3D berfungsi lapisan demi lapisan, terdapat pengecualian. Dengan Envisiontec Pemprosesan cahaya digital digunakan (teknologi yang sama seperti yang terdapat dalam projektor DLP dan TV DLP). Resin cecair diawet dan dijadikan pepejal oleh projektor DLP yang menayangkan imej voxel (piksel volumetrik) padanya. Saiz dan bentuk voxel bercetak yang terhasil boleh berbeza-beza dan bergantung pada imej. Envisiontec tidak boleh membuat perkara yang sangat besar, tetapi ia membuat perkara kecil yang sangat terperinci seperti alat bantuan pendengaran tersuai, implan pergigian dan acuan untuk permata. Di atas anda boleh melihat dulang binaan alat bantu pendengaran. Lebih 10,000,000 pasang alat bantu pendengaran telah dicetak 3D. Video kedua adalah dalam bahasa Jerman, tetapi ia menunjukkan kepada anda bagaimana teknologi itu digunakan oleh doktor gigi.

 

Objek

Objet berfungsi apabila photopolimer didepositkan oleh kepala pencetak inkjet. Lapisan yang terhasil kemudiannya disembuhkan dengan lampu UV. Secara tradisinya masalah dengan Objet ialah bahagian yang dibuat dengannya sangat rapuh, tetapi mereka telah menambah baik bahan tersebut. Perkara yang paling menarik tentang Objet ialah ia boleh melakukan pencetakan 3D berbilang bahan, jadi anda boleh membuat sesuatu dengan ketumpatan dan kekerasan yang berbeza sebagai contoh. Pemegang pisau cukur di bawah boleh dibuat fleksibel di bahagian dan tegar di bahagian lain sambil mempunyai pad lembut di mana anda memegangnya, semuanya dalam satu cetakan (lucunya, pisau cukur di bawah mungkin merupakan kes pelanggaran hak cipta kerana Gillette mempunyai paten yang meliputi pembuatan daripada pisau cukur bercetak 3D, 3D jadi ini mungkin bermakna bahawa ini adalah bentuk yang anda tidak dibenarkan buat. Paten EP2266727A1 - Kaedah membentuk kartrij pisau cukur berfungsi dan kartrij pisau cukur berfungsi)

 

Mengapa percetakan 3D berguna?

Percetakan 3D membolehkan anda membuat bentuk unik dengan cepat tanpa kos permulaan. Dalam pembuatan besar-besaran tradisional, anda menghabiskan lapan minggu untuk membuat acuan dan perkakas dan perlu menunggu lapan minggu untuk barang anda tiba dari China. Satu acuan mungkin menelan kos antara $10,000 hingga $200,000, tetapi sebaik sahaja anda meluangkan masa dan perbelanjaan untuk membuat acuan ini, acuan ini boleh mengeluarkan sejuta benda yang serupa pada kadar yang tinggi untuk kos yang sangat rendah.

Dengan pencetak 3D objek perlu dibina secara individu dalam mesin. Sebaik sahaja anda mempunyai reka bentuk anda boleh mula mencetak. Tetapi, disebabkan kos bahan dan kos mesin serta ruang yang digunakan oleh bahagian dalam mesin (pembelian, isipadu dalaman dan kelajuan), barang anda biasanya akan lebih mahal daripada item acuan suntikan. Jadi lampu cetakan 3D mungkin berharga $80 manakala lampu acuan suntikan ialah $1. Tetapi, dengan percetakan 3D anda boleh membuat beribu-ribu variasi lampu ini dan mencetak semua ini tanpa kos atau masa tambahan, setiap satu berharga $80 (lampu yang lebih besar akan menjadi lebih mahal, dan mungkin terdapat kos untuk menyesuaikan reka bentuk).

Percetakan 3D cemerlang dalam membuat perkara yang unik. Perkara yang hanya perlu dibuat sekali, perkara yang bersifat individu, perkara yang hanya bertujuan untuk cantik untuk seorang.

Mengapa percetakan 3D revolusioner?

Dengan cetakan 3D anda boleh mencetak dekat dengan pelanggan atau pun di rumah anda sendiri. Kerana banyak perkara yang mengelilingi kita adalah buatan besar-besaran perkara ini menyebalkan. Mereka dimaksudkan untuk dihasilkan dalam jutaan kerana itulah cara proses pembuatan besar-besaran ini berfungsi. Jadi, ia bertujuan untuk menarik ramai orang tanpa memenuhi keperluan sesiapa. Dengan percetakan 3D anda boleh membuat dan mereka bentuk perkara yang unik serta membuat sesuatu untuk seorang. Anda juga boleh menghasilkan bentuk yang tidak boleh dibuat dengan cara lain. Dengan membuat secara berbeza, anda boleh menghasilkan perkara atas permintaan atau mengulang dan menguji reka bentuk anda sambil terus membuat perkara yang lebih baik. Kami juga boleh bekerjasama dan berkongsi reka bentuk dan memperbaikinya menggunakan perisian dan dengan itu meningkatkan kualiti semua perkara. Kami juga akan dapat mendemokrasikan pembuatan dan berpotensi membiarkan sesiapa sahaja membuat apa sahaja. Ini akan memberi kesan asas kepada dunia kita.

Untuk maklumat lanjut anda boleh menyemak jawapan ini:
Mengapakah percetakan 3D dikatakan sebagai revolusi perindustrian ketiga?

industri percetakan 3D

Industri percetakan 3D ialah industri $2,000,000,000 yang telah berkembang sebanyak 26 peratus setahun dalam hasil sejak 1989. Walaupun media memfokuskan pada percetakan 3D rumah hampir keseluruhan industri adalah perniagaan ke perniagaan.

Banyak syarikat menggunakan pencetak 3D untuk membuat prototaip sesuatu. Mereka menggunakannya untuk menguji reka bentuk dan membangunkan produk dengan lebih pantas. Syarikat lain menggunakan teknologi untuk alat ganti jangka pendek, alat ganti atau pengeluaran volum rendah. Ia digunakan dalam perlumbaan kereta untuk membuat bahagian dan juga dalam penyesuaian kereta dan dalam perkara seperti papan pemuka Veyron. Bahagian pada Dreamliner dan Airbus A380 dicetak 3D dan ia digunakan dalam prototaip perubatan, panduan pembedahan dan implan. Di mana sahaja terdapat keperluan untuk item unik dengan reka bentuk tertentu percetakan 3D boleh didapati. Pada intinya, janji percetakan 3D adalah sebagai teknologi pemenuhan keinginan yang akan membolehkan kita mengimpikan apa-apa perkara dan berjaya.

Apakah beberapa batasan percetakan 3D?

Mesin terlalu mahal dan tidak boleh dipercayai.
Bahan tidak cukup kuat.
Banyak bahagian bercetak 3D tidak kelihatan cukup baik.
Ia terlalu sukar untuk mereka bentuk untuk percetakan 3D.
Masalah kanvas kosong bermakna kita sering tidak mendapat inspirasi atau memang takut mencipta sesuatu.
Mesin tidak cukup laju.
Banyak bahagian tidak cukup licin.
dan lain-lain.