Forestil dig, om du kunne udskrive tredimensionale genstande lige fra en printer i dit hjem. Da jeg var barn i grundskolen, troede jeg, det ville være fantastisk, hvis jeg kunne udskrive pizzaer ud af min InkJet. Det er ikke her, jeg er på vej i denne artikel, men det er en interessant tanke-udskrivning af tredimensionale objekter, det vil sige. Det lyder som borderline science-fiction, og i lang tid var det. Ikke mere.
Processen kaldes (ikke overraskende) 3D-udskrivning . Ligesom traditionel udskrivning, der tager et blankt stykke papir og skaber todimensionale billeder og tekst ud af tilsyneladende ingen steder, skaber 3D-tryk fuldt ud realiserede objekter uden for ingenting. Det er en fascinerende procedure, som kan være nyttig på en række områder.
Sidste år fastslog James, at 3D-udskrivning ikke længere er en myte 3D-udskrivning - Sci-Fi Myth eller Reality? 3D-udskrivning - Sci-Fi Myte eller Virkelighed? En grundlægger af sci-fi siden genren startede, ideen om at kunne lave dine egne ting hjemme er forståeligt nok ganske fascinerende. Hvem har ikke drømt om at have deres egen replikator, der gør cookies ... Læs mere eller farfetched idé. Bare i de sidste 12 måneder har han vist sig at være korrekt: 3D-udskrivning er lige ved at komme i gang. Bliv medlem med mig, da jeg undersøger indtryk af 3D-printteknologi for at lære, hvordan det virker, og hvilke fordele det kan bringe til os som forbrugere.
Kort historie om 3D-udskrivning
Tilbage i 1986 indgav en fyr ved navn Charles W. Hull et patent for stereolitografi, som blev den første kendte metode til at skabe 3D-objekter ude af tynde luft. Opfindelsen af denne metode indledte en ny tidsalder for bearbejdningsprocesser. Mens de fleste genstande er bygget ved hjælp af en subtraktiv proces (dvs. whittling, boring, udskæring, udskæring osv.), 3D-udskrivning bruger en additiv proces (dvs. ved at tilføje materiale).
3D-printere er dyre. Traditionelle papir- og blækprintere koster dig hundredvis af dollars, men 3D-printere sætter dig tilbage titusinder. Heldigvis behøver du ikke at eje en personlig 3D-printer, da der allerede findes en række tjenester, der vil udskrive 3D-objekter for dig. Hvis du er interesseret, skal du tjekke Shapeways og Sculpteo.
På grund af den dyre karakter af stereolitografi har andre former for 3D-udskrivning været banebrydende. Disse nyere teknikker har deres egne fordele og ulemper, men de fleste af dem er langt billigere og mere tilgængelige for everyman.
3D Trykningsteknikker
Stereolitografi (SLA) er den første 3D-trykningsteknik, der blev udviklet. Det skaber genstande ud af tynd luft ved at udskrive lag og lag af en bestemt fotopolymer på toppen af sig selv. Materialet begynder som en væske og ændres til et faststof, når det rammes af en koncentreret stråle af ultraviolet lys.
Digital lysbehandling (DLP) ligner stereolithografi, idet den bruger lys til at hærde en væske til et faststof. Imidlertid begynder objektet i digital lysbehandling som en beholder af fuld væske. En del af væsken udsættes for lys, som hærder, så sænkes byggepladen med en lille mængde. Et andet skud af lys hærder mere af væsken, og denne proces gentages. Efterladningsvæske er drænet og efterlader en solid model.
Selektiv lasersintring (SLS) bruger en høj-effektlaser til at smelte materialepartikler (f.eks. Plastik, glas, keramik og metal) i en masse, der tager den ønskede tredimensionale form.
Elektronstrålesmeltning (EBM) er en 3D-udskrivningsproces, der anvendes til metaldele. Processen foregår i et vakuum og begynder ved at sprede ned et lag metalpulver (oftest titanium). En elektronstråle smelter derefter pulveret i et solidt lag. Objekter oprettet på denne måde er overraskende tætte og stærke.
Multi jet modellering (MJM) fungerer på samme måde som moderne InkJet printere. Det spredes et lag harpikspulver og sprayer derefter et farvet bindende limlignende stof, der hærder pulveret i et enkelt lag. Multi jet modellering er yderst nyttig, fordi den er hurtig og understøtter farvet udskrivning.
Fused deposition modellering (FDM) bruger en opvarmet ekstruderingsdyse, som smelter et materiale (fx plastik), som det kommer ud. Dysen kan bevæge sig både horisontalt og vertikalt gennem computerstøttede kontroller. Når materialet forlader dysen, hærder det næsten umiddelbart.
Næsten alle former for 3D-udskrivning kræver en STL-fil. En STL-fil er et specifikt format af 3D-model, der gør det muligt for 3D-printere at opskære objektet på en hensigtsmæssig og effektiv måde i de enkelte lag, der anvendes i den faktiske udskrivning. De fleste STL-filer oprettes først i et computerstøttet design (CAD) program og konverteres derefter.
Fordele ved 3D-udskrivning
3D-printere er nyttige både i kommerciel og personlig form. Den eneste reelle barriere for personlig 3D-udskrivning er den ekstraordinære omkostning og den tekniske know-how, der er nødvendig for at oprette arbejder STL-modeller. Hvis du kan komme over den første pukkel, så vil du se de mange fordele.
Designrelateret arbejde gøres meget hurtigere og lettere med 3D-printere. Designere kan tage koncepter og ideer og hurtigt producere en fungerende tredimensionel repræsentation - kaldet hurtig prototyping . Da designet udvikler sig over tid, kan hver iteration prototypes næsten umiddelbart.
Virksomheder kan også få gavn ved at bruge 3D-printere til at skabe deres endelige produkter, ikke kun prototyper. Subtraktive processer slutter med mange spildte materialer i form af spåner, boreaffald og skære stykker, der er for små til at blive brugt overalt. Additivprocessen ved 3D-udskrivning fjerner de fleste, hvis ikke alle, former for affald.
Typen af 3D-udskrivning gør det let at tilpasse. Typiske samlebånd kræver forskellene i en genstand for at passe sammen på en bestemt måde, eller hvis linjen fejler. Med en 3D-printer laves personlige tilpasninger i STL-filen - printeren behøver ikke ændres.
Og det detaljeringsniveau, der kan opnås gennem 3D-udskrivning, er fænomenal-uovertruffen af en hvilken som helst anden fremstillingsmetode bortset fra genstande, der er designet og fremstillet udelukkende for hånd. Nøjagtigheden af en 3D-printer kan gå så langt som 4-mikron opløsning. Det er tyndere end et menneskehår.
3D-printteknologi er ikke ligefrem en verdenskifte, men det er bestemt fascinerende og værdifuldt. Virksomheder over hele verden beskæftiger allerede 3D-trykning i deres fremstillingsprocesser. Hobbyister udskriver allerede ud af singelobjekter for deres egen nydelse. Inden for det næste årti er det helt muligt, at vi får se husholdningsprintere, der skaber 3D-objekter på eget initiativ.
Billedkredit: 4 Farvede bolde Via Shutterstock, MJM Diagram Via TurkCADCAM