Nad ei ole teie vanaisa karikakraprinter ega teie ema punktmaatriks.
Tegelikult sarnanevad need vähe tänapäevaste dokumendi- või fotoprinteritega, mis suudavad printida ainult igavate vanade kahe mõõtmetega.
Nagu nende nimigi ütleb, saavad 3D-printerid ehitada kolmemõõtmelisi objekte erinevatest materjalidest.
Nad lähevad peavoolu, ilmuvad jaemüüjatele nagu Staples, Best Buy ja Home Depot ning saate osta arvukalt 3D-printereid ja nende tarvikuid Amazon.com-ist ja muude veebipunktide kaudu.
Ehkki 3D-printereid leidub endiselt enamasti kaupluste korrustel või disainistuudiotes, koolides ja rahvamajades ning harrastajate käes, leidub 3D-printereid üha enam tööpinkidel, puhkeruumides ja köökides - võib-olla ka teie lähedal asuvas kodus, kui mitte sinu oma.
Mis on 3D-printimine?
Kõige elementaarsem on 3D-printimine tootmisprotsess, mille käigus kiht kihi haaval pannakse materjal kolmemõõtmelise objekti moodustamiseks.
(Seda peetakse lisandprotsessiks, kuna objekt on ehitatud nullist, vastupidiselt lahutavatele protsessidele, mille käigus materjal lõigatakse, puuritakse, freesitakse või töödeldakse.) Kuigi 3D-printerites kasutatakse mitmesuguseid materjale (näiteks plastist või metallist) ja tehnikatega (vt allpool "Kuidas 3D-printimine töötab?") jagavad nad võimalust kolmemõõtmelisi andmeid sisaldavate digitaalsete failide pööramiseks - olgu need loodud arvutipõhise disaini (CAD) või arvutipõhise tootmise (CAM) programmiga; või 3D-skannerist - füüsilisteks objektideks.
Kas 3D-printimine on ühtlane printimine?
Jah, 3D-printimist võib pidada printimiseks, kuigi mitte nii, nagu see on traditsiooniliselt määratletud.
Asjakohased Websteri määratlused "printimine" keskenduvad trükiste, trükiste või fotode tootmisele ja mulje abil (surve avaldamine).
Kumbki definitsioon ei sobi tegelikult 3D-printimisega.
Kuid tehnoloogilisest vaatenurgast on 3D-printimine väljakasv traditsioonilisest printimisest, kuhu kantakse materjalikiht (tavaliselt tint).
Tavaliselt on see nii õhuke, et pole märgatavat kõrgust (kuigi tahke tindiprinteriga on see mõnevõrra paksem).
3D-printimine teeb selle kõrguse suureks laiendamiseks mitme kihi pealekandmise.
Nii ka oleks on mõistlik laiendada printimise määratlust, et see hõlmaks sellisel viisil ka kolmemõõtmeliste objektide valmistamist.
Kuidas 3D-printimine töötab?
Sarnaselt traditsiooniliste printeritega kasutavad 3D-printerid mitmesuguseid tehnoloogiaid.
Kõige tuntum on sulatatud sadestamise modelleerimine (FDM), mida nimetatakse ka sulatatud filamendi valmistamiseks (FFF).
Selles sulatatakse hõõgniit, mis koosneb akrüülnitriilbutadieenstüreenist (ABS), polüpiimhappest (PLA) või mõnest muust termoplastist, ja ladestatakse läbi kuumutatud ekstrusioondüüsi kihtidena.
Esimesed turule tulnud 3D-printerid, mille Stratasys valmistas 1990.
aastate keskel IBMi abiga, kasutasid FDM-i (Stratasysi kaubamärgiga tähistatud termin), nagu ka enamus tarbijatele, harrastajatele ja koolidele mõeldud 3D-printerid.
Teine 3D-printimisel kasutatav tehnoloogia on stereolitograafia.
Selles paistab UV-laser ultravioletttundliku fotopolümeeri vaati, jälgides loodavat eset selle pinnal.
Polümeer tahkub kõikjal, kuhu kiir seda puudutab, ja kiir "prindib" objekti kiht kihi haaval vastavalt juhistele CAD või CAM-failis, millest see töötab.
Selle variatsioonina on teil ka digitaalse valgusprojektori (DLP) 3D-printimine.
See meetod annab vedelale polümeerile valguse digitaalsest valgustöötlusprojektorist.
See kõvastab polümeeri kihi kaupa, kuni objekt on ehitatud, ja järelejäänud vedel polümeer tühjendatakse.
Mitme joaga modelleerimine on tindiprinterilaadne 3D-printimissüsteem, mis pihustab värvilist liimitaolist sideainet järjestikustele pulbrikihtidele, kuhu objekt moodustatakse.
See on üks kiiremaid meetodeid ja üks väheseid, mis toetab mitmevärvilist printimist.
Tavalist tindiprinterit on võimalik muuta, et printida muude materjalidega kui tint.
Ettevõtlikud isetegijad on erinevate materjalidega töötamiseks ehitanud või modifitseerinud prindipead, tavaliselt piesoelektrilised pead - mõnel juhul trükivad prindipead ise teistele 3D-printeritele välja! Sellised ettevõtted nagu MicroFab Technologies müüvad 3D-toega prindipead (samuti terviklikke printimissüsteeme).
Valikuline laseri paagutamine (SLS) kasutab suure võimsusega laserit plastiku, metalli, keraamika või klaasi osakeste sulatamiseks.
Töö lõppedes suunatakse järelejäänud materjal ringlusse.
Elektronkiire sulamine (EBM) kasutab - arvasite seda - elektronkiirt metallpulbri sulatamiseks kiht kihi haaval.
Titaani kasutatakse sageli koos EBM-iga meditsiiniliste implantaatide ja ka lennukite osade sünteesimiseks.
Sõltuvalt tehnikast saavad 3D-printerid kasutada mitmesuguseid materjale, sealhulgas, kuid mitte ainult, metalle (roostevaba teras, joodis, alumiinium ja titaan); plastid ja polümeerid (sealhulgas komposiidid, mis ühendavad plasti metallide, puidu ja muude materjalidega); keraamika; krohv; klaas; ja isegi selliseid toiduaineid nagu juust, glasuur ja šokolaad! (Vaadake meie printerit 3D-printeri hõõgniidi tüüpide kohta.)
Kes leiutas 3D-printimise?
Esimese stereolitograafiatehnikat kasutanud 3D-printeri lõi Charles W.
Hull 1980.
aastate keskel.
Stereolitograafia on traditsiooniliselt olnud kallis kommertstehnika, mille masinad maksavad viie ja isegi kuue numbri kaupa, kuid viimastel aastatel on ilmunud paar tuhat dollarit maksvate professionaalsete lauaarvutite stereolitograafiaprinterite ning ka suure hulga käivitusega alustatavate tarbesüsteemide tulek.
1986.
aastal asutas Hull ettevõtte 3D Systems, mis tänapäeval müüb 3D-printereid, mis kasutavad mitmesuguseid tehnoloogiaid.
Need ulatuvad algtaseme komplektidest arenenud ärisüsteemideni ning 3D Systems pakub ka tellitavaid osateenuseid, peamiselt ärikasutajatele.
Mis on 3D-printimise eelised?
3D-printimisega on disaineritel võimalus muuta kontseptsioonid kiiresti 3D-mudeliteks või prototüüpideks (teise nimega "kiire prototüüpimine") ja rakendada kiireid disainimuudatusi.
See võimaldab tootjatel toota tooteid nõudmisel, mitte suurtes kogustes, parandades varude haldamist ja vähendades laopinda.
Kaugetes asukohtades asuvad inimesed saavad valmistada esemeid, mis neile muidu ligipääsmatud oleksid.
Praktilisest vaatevinklist võib 3D-printimine säästa raha ja materjale võrreldes lahutavate tehnikatega, kuna toorainet raisatakse väga vähe.
Ja see lubab muuta tootmise olemust, lastes tarbijatel lõpuks alla laadida faile isegi keerukate 3D-objektide - sealhulgas näiteks elektroonikaseadmete - printimiseks oma kodus.
Mida saavad 3D-printerid teha?
Disainerid kasutavad 3D-printereid tootemudelite ja prototüüpide kiireks loomiseks, kuid neid kasutatakse üha enam ka lõpptoodete valmistamiseks.
3D-printeritega valmistatud esemete hulgas on kingade kujundus, mööbel, vahavalandid ehete valmistamiseks, tööriistad, statiivid, kingi- ja uudisesemed ning mänguasjad.
Auto- ja lennundustööstus kasutab osade valmistamiseks 3D-printereid.
Kunstnikud saavad luua skulptuure ja arhitektid oma projektide mudeleid.
Arheoloogid kasutavad 3D-printereid habraste artefaktide mudelite rekonstrueerimiseks, sealhulgas mõned antiigid, mille ISIS viimastel aastatel on hävitanud.
Samamoodi saavad paleontoloogid ja nende õpilased dubleerida dinosauruste luustikke ja muid fossiile.
Vaadake meie galeriid lihtsatest ja praktilistest 3D-printeri objektidest.
Arstid ja meditsiinitehnikud saavad kasutada 3D-printimist proteeside, kuuldeaparaatide, kunsthammaste ja luuülekannete valmistamiseks, samuti kirurgiliste operatsioonide ettevalmistamiseks CT-skaneeringutest elundite, kasvajate ja muude sisemiste kehaehitiste mudelite kopeerimiseks.
Hea näide on projekt Daniel, mis 3D-printib Sudaanis vägivalla ohvritele käte ja käte proteesimise.
Samuti on arendusjärgus juba 3D-printerid, mis suudavad rakukihte panna kunstorganite (näiteks neerud ja veresooned) loomiseks.
Kriminalistikas on olemas isegi koht 3D-printimiseks, näiteks ohvri sees asetatud kuuli kopeerimiseks.
Trükitud elektroonika on trükimeetodite kogum, mis võimaldab elektrooniliste seadmete või vooluringide printimist paindlikule materjalile, nagu sildid, kangad ja papp, kasutades elektroonilisi või optilisi tinte.
See võimaldab madala jõudlusega seadmete tootmist väga odavalt.
Trükitud elektroonikat hakatakse kombineerima 3D-printimisega, võimaldades printida kihilisi vooluringe või seadmeid.
Selle tugeva kombinatsiooni loomulik väljakasv on see, et kunagi saate 3D-plaanidest vidinaid välja printida, mitte neid osta.
Toidu valmistamine on veel üks võimalus 3D-printerite kasutamiseks.
Prantsuse kulinaariainstituut on kasutanud a [email protected] Cornelli ülikoolis kunstihõrgutiste valmistamiseks välja töötatud avatud lähtekoodiga 3D-printer ja MIT on loonud 3D-toiduprinteri nimega Cornucopia.
Väike arv restorane katsetab toiduprinterite prototüüpe.
NASA 3D-printimise uuringud on hõlmanud toiduainete printimist, näiteks 3D-trükitud pitsa.
Käputäis 3D-printereid toidust on muutunud kaubanduslikult kättesaadavaks.
Nad kipuvad keskenduma kindlatele toiduainetele, nagu šokolaad, pannkoogid või küpsised.
Mis on 3D-printimisteenused?
Selle kasutamiseks ei pea 3D-printerit omama.
Paljud 3D-printimisteenused, nagu Shapeways ja Sculpteo, printivad kingitusi ja muid väikeseid esemeid tellimisel ise oma 3D-printeritega ning saadavad need seejärel kliendile.
Kliendid saavad kas esitada oma 3D-objektifailid või valida veebikataloogist üksused, millest enamiku on kujundanud muud teenuse kasutajad.
Kuid 3D-printimisteenused pole enam ainult spetsialistide pärusmaa.
Suured ettevõtted, näiteks UPS, on tutvustanud 3D-printimisteenuseid ja mõned traditsioonilised trükikojad on lisanud oma repertuaari nõudmisel 3D-printimise.
Kust saaksin 3D-printeri?
Enamik 3D-printeritootjaid müüb oma tooteid otse veebis.
Paljud e-rätsepad pakuvad neid nüüd, sealhulgas ainult veebipõhiseid ettevõtteid nagu Amazon.com ja teisi, millel on ka telliskivipoode.
Mõned viimastest, nagu Walmart, Best Buy ja Staples, pakuvad neid nii kauplustes kui ka veebis, kuid kontrollige kindlasti poe saadavust ...
