Ce este o imprimantă 3D

Una dintre cele mai promițătoare tendințe din lumea modernă este crearea de obiecte tridimensionale folosind imprimarea 3D. Tehnologia de imprimare vă permite să creați produse destul de complexe și detaliate. Astăzi, utilizarea imprimării 3D este posibilă nu numai la locurile de producție, ci și acasă; pentru a face acest lucru, este suficient să achiziționați o imprimantă 3D.

Ce este o imprimantă 3D?

O imprimantă tridimensională este un dispozitiv capabil să creeze obiecte pe baza modelelor digitale 3D create. Produsele sunt obținute prin aplicarea strat cu strat a materialului. Ca bază sunt folosite rășini termoplastice și fotopolimerice, dar odată cu dezvoltarea tehnologiei, numărul materialelor folosite ca materie primă crește.

Procedura de fabricație arată astfel:

1. Are loc procesul de creare a unui model 3D, de ex. se dezvoltă o imagine vizuală a viitorului produs, păstrând toate proporțiile. Modelul este creat folosind software specializat.
2. După crearea modelului, trebuie să procesați fișierul. Procesarea constă în convertirea fișierului într-un cod digital care împarte întregul model în mai multe straturi paralele. În acest fel, sunt generate comenzi pentru dispozitivul 3D, care distribuie materialul pentru a crea obiectul.
3. Etapa finală este imprimarea 3D a produsului, adică. procesul de creare a unui produs prin aplicarea strat cu strat a materialului.Procesul se realizează folosind un cap de imprimare (extruder), care se deplasează de-a lungul axelor 0Y și 0X, adică. materialul este alimentat numai de-a lungul planului orizontal în conformitate cu codul de program al stratului. Pentru a aplica următorul strat, extruderul se deplasează de-a lungul ghidajului vertical (de-a lungul axei 0Z) la o distanță egală cu dimensiunea stratului. După care începe să fie aplicat următorul strat orizontal.

Referinţă: Procesul de imprimare poate diferi în funcție de tehnologia de fabricație, dar procesul general de creare a produselor constă în aplicarea strat cu strat a materialului.

Tipuri de imprimante 3D

Dispozitivele sunt împărțite în funcție de unicitatea procesului de imprimare, adică. asupra tehnologiei utilizate. Cele mai comune metode de imprimare sunt FDM (Fused Deposition Modeling) și SLA (stereolitografia laser).

Tehnologia de modelare direcțională este una dintre primele metode de imprimare apărute. Termoplasticul este folosit ca material pentru realizarea de obiecte sub formă de ace de tricotat înfășurate sau fire pe o bobină. Metoda de imprimare este următoarea:

1. Bobina sau filamentul este instalat în extruder. Sub influența dispozitivului de încălzire, materialul începe să se topească și să curgă prin canal pe suprafața de lucru.
2. Extruderul se deplasează de-a lungul coordonatelor specificate în conformitate cu un cod digital. Fabricarea are loc în straturi relativ la planul orizontal.
3. La fabricarea produselor complexe se folosesc două materiale: principale și auxiliare. Produsul este creat folosind material de bază. Materialul auxiliar este destinat să creeze suporturi temporare, precum și să umple spațiul gol al produsului. DeoareceImprimanta nu este capabilă să imprime un obiect în aer fără niciun motiv.

Referinţă: Materialul auxiliar este ulterior îndepărtat folosind un solvent special sau se desprinde ușor.

Produsele realizate folosind tehnologia FDM au o rezistență mecanică și chimică bună. Astfel de proprietăți sunt obținute prin utilizarea termoplasticului de calitate industrială. Această tehnologie este, de asemenea, ușoară și potrivită pentru utilizare acasă.

Tehnologiile SLA, sau stereolitografia, imprimă produse folosind rășini fotopolimerice lichide care se întăresc sub influența unei surse de energie sub formă de laser. Folosind această metodă, produsele au o precizie ridicată (până la 15 microni). Obiectele sunt tipărite după cum urmează:

1. Suprafața de lucru este coborâtă într-un recipient cu lichid fotopolimer până la adâncimea unui strat;
2. Sursa de energie (laser) decupează forma obiectului în funcție de coordonatele date ale obiectului;
3. Are loc un proces de polimerizare în urma căruia are loc întărirea la punctele de contact;
4. Procedura se repetă pentru fiecare strat până când obiectul este produs;
5. După producție, modelul este scufundat într-un recipient cu o soluție specială pentru a-l curăța de elementele auxiliare;
6. Etapa finală este iradierea ultravioletă pentru a accelera procesul de formare a produsului.

Stereolitografia este una dintre cele mai moderne tehnologii, dar necesită materiale scumpe. Există, de asemenea, tipuri mai puțin cunoscute de tipărire:

SlS (sinterizarea selectivă cu laser) principiul creării unui obiect este de a furniza un strat subțire de material sub formă de pulbere în zona de lucru, care este sinterizat sub acțiunea unui laser.Principalul avantaj al acestei metode este absența necesității de a utiliza elemente auxiliare, dar necesită un tratament termic suplimentar. Nu este destinat utilizării în condiții casnice.

EBM (topirea fasciculului de electroni). Tehnologia este similară cu sinterizarea selectivă cu laser, dar produsul este creat în vid și nu necesită tratament termic suplimentar.

Imprimarea tridimensională include un stilou 3D. Principiul funcționării sale este similar cu tehnologia FDM, dar are un aspect mai miniatural și este folosit pentru a crea desene cu efect tridimensional.

Ce poate face o imprimantă 3D?

Astăzi, imprimarea 3D este folosită în aproape toate domeniile vieții. Există exemple de creare de preparate culinare folosind imprimarea 3D. Părți de orice complexitate sunt create pentru structuri mai complexe din toate industriile. Dar domeniul cel mai relevant și necesar este în continuare medicina.

Mai multe companii dezvoltă simulanți organici care pot înlocui practic țesăturile naturale. Imprimarea 3D poate ajuta și în domeniul înlocuirii articulațiilor. Cea mai comună aplicație a producției tridimensionale este în stomatologie. Pe lângă proteze, imprimantele sunt folosite pentru a face modele de organe. Capacitățile de imprimare 3D cresc și devin mai accesibile în fiecare zi.

Imprimantele 3D ajută nu numai oamenii, ci și animalele. Unul dintre cazurile celebre este crearea unei carapace pentru o țestoasă care a fost rănită într-un incendiu de pădure. Astfel, noua carapace a salvat viața animalului și există multe astfel de cazuri. Un alt caz unic este o proteză de picior pentru un elefant. Unicitatea cazului constă în faptul că protezele pentru elefanți practic nu sunt realizate din cauza greutății mari a animalului.

Tehnologia modernă de imprimare vă permite să creați chiar și o clădire întreagă. Construcția căsuței (37 mp) a durat cercetătorilor doar 24 de ore și a fost jumătate din costul metodei convenționale.