3D-modellering er en meget populær, udviklende og multitasking retning i computerbranchen i dag. Oprettelsen af virtuelle modeller af noget er blevet en integreret del af moderne produktion.
Moderne teknologier står ikke stille, og nye genstande opfindes hver dag inden for forskellige videnskabelige områder. En sådan know-how er en 3D-printer. Opfindelsen af denne enhed gør det muligt at skabe unikke 3D-modeller, hvis anvendelse er mulig i enhver industri, fra byggeri til medicin.
3D-printerens historie, og hvad er den?
Faktisk dukkede industrielle 3D-printere op for længe siden, men deres eksistens blev ikke annonceret så for den generelle befolkning. Den første 3D-model dukkede tilbage i 1985. Printeren var let funktionel og trykt i sort og hvid. Allerede i 1988 begyndte produktionen af farvemodeller. I øjeblikket er der et stort antal modeller, der arbejder på en bred vifte af materialer. Tilbage i 2000 kunne 3D-printere kun arbejde med ABC-plastik. Og i dag er udvalget af materialer udvidet til flere hundrede materialer. Disse inkluderer: akryl, beton, hydrogel, papir, gips, is osv.
Allerede i 2005 dukkede en printermodel op, som gjorde det muligt at oprette farvemodeller. Denne enhed kan udskrive de fleste af modelens komponenter. I 2014 dukkede den første printer med et stort udskrivningsområde op. Denne udvikling tillader oprettelse af modeller af ubegrænset størrelse. Der har allerede været et forsøg på at udskrive et betonhus i sin fulde størrelse.
Det tog ikke mere end en dag at opføre en sådan struktur. Allerede i 2016 blev den første 3D-trykte bygning præsenteret i Dubai. I februar 2017 afslørede Rusland også et hus, der er trykt udelukkende på byggepladsen. I år blev der også udviklet en seks-akset printer, hvor komplekse elementer vil være meget lettere at udskrive uden behov for understøttende strukturer. I øjeblikket er udviklingen af printere, der kan udskrive menneskelige organer, proteser, implantater, karosserier og endda mad i fuld gang.
Så hvad er en 3D-printer, og hvilke funktioner udfører den?
En 3D-printer er en speciel enhed til oprettelse af tredimensionelle modeller. Med denne maskine kan du oprette tredimensionelle modeller i forskellige størrelser. På grund af output af information i tredimensionel form har alle de opnåede objekter reelle fysiske parametre.
Hvordan fungerer en 3D-printer, og hvordan oprettes ægte 3D-modeller?
Hvis vi beskriver arbejdet med en 3D-printer generelt, er der flere hovedfaser af dens arbejde:
- Oprettelse af en 3D-model i et grafikprogram. På dette tidspunkt oprettes modellen på computeren ved hjælp af specielle virtuelle skabeloner.
- Opdeling af modellen i lag.
- Den næste fase er relateret til selve printerens drift. Det danner en masse af et specielt pulver lag for lag, der bruges til den videre dannelse af modellen. Der oprettes et specielt kammer, der er fyldt med plastmateriale.
- Efter hvert lag smøres materialet med et klæbende lag, der giver fremtidens model styrke.
Typer af 3D-modellering
På dette område udvikler moderne teknologier sig i flere retninger:
- stereolitografiske teknologier, som forkortes som STL. Et filformat, der er meget brugt til lagring af tredimensionelle modeller af objekter til brug i additive teknologier.
- anvendelsesmetoder til termoplast - FDM. Modellering af modeller ved hjælp af materiale lag-for-lag aflejring.
- lasersintring - SLS. Teknologi (SLS) involverer brugen af en eller flere lasere (normalt kuldioxid) til sintring af partikler af et pulverformigt materiale til dannelse af et tredimensionelt fysisk objekt.
I dag er metoden for lag-for-lag-aflejring den mest populære og udbredte i branchen.
De vigtigste fordele ved denne metode er:
- brug af høje kvalitet og billige materialer;
- enkel betjeningsteknik;
- miljøvenlighed af de anvendte materialer.
Laser stereolitografi
Denne type 3D-modellering er meget udbredt inden for tandproteser. Et særpræg ved denne type udskrivning er produktionen af objekter af høj kvalitet. Sådanne resultater opnås takket være brugen af udstyr, der fungerer i et dimensionelt gitter, som beregnes i mikronenheder.
Hvordan fungerer sådant udstyr?
Den funktionelle del af sådant udstyr er baseret på LED-ultraviolette projektorer. Inde i disse 3D-printere er sarte spejle, der giver præcis afbøjning af bjælkerne. på grund af dette forekommer ikke sekventiel, men fuldstændig eksponering af konturlagene.
Lasersintring
Lasersintring eller SLS-teknologi er en anden type lasermodellering. Til drift bruger sådanne enheder lavsmeltende plast. Grundlaget for den unikke udvikling er en kraftig laser, der sporer konturerne på en plastikbase og smelter sammen materialet. Processen gentages, indtil en komplet model er opnået. en væsentlig ulempe ved lasersintring er porøsiteten af de resulterende modeller. dette påvirker dog ikke styrken på nogen måde. det menes, at modellerne opnået ved denne metode er de mest holdbare. Installationen til lasersintring har ret høje omkostninger, og processen med at danne selve modellen tager lang tid.
Hvilke materialer bruges til at skabe 3D-modeller?
Som allerede nævnt er det vigtigste materiale, der bruges i 3D-printere, termoplast. Den kommer i to formater: ABS og PLA. Derudover er sådanne materialer som nylon, polyethylen, polycarbonat og andre typer materialer, der anvendes i industrien, blevet udbredt.
Mange 3D-printere involverer blanding af flere typer materialer og kombinerer deres fysiske og kemiske egenskaber.
Installationer, der bruger metaller til deres arbejde, er mere komplekse i deres struktur. Forskellen i teknologi skyldes printhovedets funktioner, der fungerer på basis af et computerprogram. Med sin hjælp påføres en klæbende klæbemasse på de steder, hvor computerprogrammet peger. Derefter påfører hovedet et tyndt lag metalpulver på hele arbejdsområdet. Det vil sige, at metallet ikke smelter, som det er tilfældet med plast, men påføres og limes sammen i lag i form af de mindste partikler.
Interessante fakta om 3D-printere
- 3D-udskrivning bruges ikke kun i industrien, men er meget brugt inden for medicin, madlavning og endda plads.
- Hvert år bliver prisen for 3D-printere lavere og mere overkommelig. Snart vil denne teknologi være tilgængelig for næsten alle.
- Den første 3D-model blev oprettet i 1984. Det blev opnået af Chuck Hill som et resultat af stereolitografi.
- For ikke så længe siden blev kunstige organer oprettet ved hjælp af en 3D-printer. Øreproteser var de første modeller.
- I den nærmeste fremtid vil forskere udskrive den første menneskelige model.
- 3D-modellering hjælper med at reducere produktionsomkostningerne, så fabriksproduktion bliver snart urentabel.
- 3D-teknologier er blevet brugt i film i meget lang tid for at skabe realistiske modeller.
- Forskere foreslår, at der ved hjælp af 3D-modellering kan oprettes robotter, der i stedet for mennesker udforsker rummet.
- 3D-modeller af kjoler er allerede blevet vist for verden. Model Dita Von Teese blev den første stjerne til at bære en 3D-trykt kjole.
