3D ispis je proizvodni proces koji stvara trodimenzionalni, fizički objekt iz digitalne datoteke. Ovaj se proces naziva aditivna proizvodnja, što znači da se materijal dodaje, a ne uklanja.
S 3D ispisom stvarate 3D digitalni dizajn u programu za modeliranje, poznatom kao CAD softver, a zatim koristite 3D printer za proizvodnju slojeva materijala za oblikovanje gotovog objekta. Tvrtke, istraživači, medicinski stručnjaci, hobisti i drugi koriste 3D ispis za niz aplikacija.
Ovdje pogledajte kako je 3D ispis nastao, kako radi, za što se koristi i kakva je budućnost ove tehnologije.
3D ispis može biti dio vašeg omiljenog filma. Rekviziti u filmovima kao što su Black Panther, Iron Man, Osvetnici i Ratovi zvijezda koriste 3D ispis, omogućujući scenografima da jednostavno i jeftino kreiraju i rekreiraju rekvizite.
Povijest (i budućnost) 3D ispisa
Početkom 1980-ih pojavila se tehnologija 3D ispisa, ali bila je poznata kao tehnologija brze izrade prototipa ili RP. Godine 1980. dr. Kodama iz Japana podnio je patentnu prijavu za RP tehnologiju, ali proces nije dovršen.
1984. Charles "Chuck" Hull izumio je proces koji je nazvao stereolitografija, a koji je koristio UV svjetlo za učvršćivanje materijala i stvaranje 3D objekta sloj po sloj. Hull je 1986. godine dobio patent za svoj aparat za stereolitografiju ili SLA stroj.
Chuck Hull osnovao je 3D Systems Corporation, jednu od najvećih 3D tehnoloških kompanija na svijetu.
Drugi procesi i tehnologije 3D ispisa razvijani su otprilike u isto vrijeme, a daljnja poboljšanja nastavljena su tijekom 1990-ih i ranih 2000-ih. Ipak, primarni fokus tehnologije 3D ispisa bio je izrada prototipova i industrijske primjene.
Tehnologiju 3D ispisa počeli su primjećivati glavni mediji 2000. godine kada je stvoren prvi 3D isprintan bubreg, iako se uspješna transplantacija 3D bubrega dogodila tek 2013. Godine 2004., projekt RepRap je 3D printer ispisuje drugi 3D printer. Više medijske pozornosti privuklo je 2008. s prvim 3D ispisanim protetskim udovima.
Ubrzo su uslijedila druga 3D dostignuća, uključujući 3D tiskanu kuću u koju se obitelj uselila 2018.
Danas se 3D ispis ne odnosi samo na prototipove i industrijsku proizvodnju. Hobisti, znanstvenici i svi između koriste 3D ispis za proizvodnju proizvoda, robe široke potrošnje, medicinski napredak, obrazovne materijale i više. Brzo postaje korisniji za svakodnevne korisnike.
Oscar Adelman, izvršni direktor tvrtke Remi, kaže da postupak postaje sve popularniji u stomatološkoj industriji, na primjer. Preciznost 3D ispisa nevjerojatno je impresivna i može pomoći stomatolozima da uštede čak 80 posto na proizvodima u usporedbi s tradicionalnim cijenama stomatoloških ordinacija.
"Kako tehnologija ispisa postaje brža, jeftinija i sve uobičajenija, vidjet ćemo da se industrije poput stomatološkog sektora sve više oslanjaju na tehnologiju za svakodnevne postupke," kaže.
4D ispis je također na putu, s ispisanim objektima koji mogu promijeniti oblik tijekom vremena.
Kako rade 3D pisači
Postoji nekoliko vrsta tehnologija 3D ispisa, uključujući Fused Deposition Modeling (FDM), također poznat kao Fused Filament Fabrication (FFF). FDM je najčešća i najpopularnija metoda i koristi se u najpristupačnijim 3D printerima.
FDM metoda ispisa koristi filament od plastičnog materijala, pomalo nalik na žicu. Filament se dovodi iz valjka u zagrijanu glavu, koja topi plastiku. Glava istiskuje rastopljenu plastiku na krevet stroja. Glava se pomiče preko kreveta, u 2D, odlažući prvi sloj materijala.
Nakon što je prvi sloj dovršen, glava se pomiče prema gore za debljinu prvog sloja i nanosi sljedeći sloj na vrh. Dio se sastavlja sloj po sloj, kao da pečete štrucu kruha krišku po krišku.
Popularni FDM 3D pisači uključuju MakerBot i Ultimaker.
Primjer korištenja 3D pisača
Evo pogleda kako jednostavno 3D ispisivanje može raditi na FDM pisaču.
-
Preuzmite 3D model koji želite ispisati ili ga sami dizajnirajte.
Pronađite modele za preuzimanje na Thingiverse ili GrabCAD. Da biste sami dizajnirali model, isprobajte SketchUp ili Blender. Za inženjerske dijelove isprobajte CAD softver kao što je SolidWorks.
- Ako već nije, pretvorite model u format za 3D ispis, kao što je STL datoteka.
-
Uvezite model u softver za rezanje, kao što je MakerWare, Cura ili Simplify 3D.
MakerWare radi s MakerBot 3D pisačima. Cura i Simplify 3D proizvode G-kod koji radi s većinom 3D pisača.
-
Konfigurirajte izgradnju u softveru za rezanje. Odlučite kako orijentirati model na 3D pisaču. Za FDM smanjite prepuste strmije od 45 stupnjeva jer su za njih potrebne potporne strukture.
Kada odlučujete o orijentaciji, razmislite o tome kako će se model učitati kako se slojevi ne bi lako odvajali.
Image Da biste uštedjeli vrijeme i materijale, modeli općenito nisu čvrsti. Odredite postotak ispune (obično 10 do 35 posto), broj perimetarskih slojeva (obično 1 ili 2) i broj donjih i gornjih slojeva (obično 2 do 4). Postoje i druge stvari koje treba uzeti u obzir kada se priprema model za 3D ispis.
- Izvezite program, koji je obično datoteka G-koda. Softver za rezanje pretvara model i konfiguraciju izrade koju ste naveli u skup uputa. 3D printer slijedi ovo za izradu dijela.
- Prenesite program na 3D printer koristeći SD karticu, USB ili Wi-Fi.
-
Ispišite model na 3D printeru.
Image - Kada 3D printer završi s izradom modela, uklonite ga i po mogućnosti također očistite. Odlomite sve potporne strukture i istrljajte sve preostale grudice finim brusnim papirom.
Druge vrste strojeva za 3D ispis
Osim FDM pisača, metode 3D ispisa također uključuju stereolitografiju (SLA), digitalnu obradu svjetla (DLP), selektivno lasersko sinterovanje (SLS), selektivno lasersko taljenje (SLM), proizvodnju laminiranih predmeta (LOM) i digitalnu Taljenje snopa (EBM).
SLA je najstarija tehnologija 3D printanja i još uvijek je u upotrebi. DLP koristi rasvjetu kao i polimere, dok SLS koristi laser kao napajanje za stvaranje snažnih 3D printanih objekata. SLM, LOM i EBM uglavnom su ispali iz milosti.
Budućnost 3D ispisa
Hoće li 3D ispis dovesti do budućnosti prilagođenih proizvoda na zahtjev koji se trenutno izrađuju prema našim točnim specifikacijama? Iako ovo ostaje nejasno, tehnologija 3D ispisa brzo raste i koristi se u mnogim područjima.
3D ispis kuća, tjelesnih organa kao što su bubrezi i udovi i druga dostignuća imaju potencijal poboljšati živote nebrojenih ljudi diljem svijeta.
