3D-печать сегодня повсюду. Люди используют его для изготовления всего: от прототипов продуктов до реактивных двигателей и всего, что между ними. Но как именно работают 3D-принтеры? Как эти волшебные машины создают трехмерные объекты практически любой формы за считанные часы? Что ж, если вас когда-либо интересовали эти вещи, вам повезло. Вот предельно простое изложение четырех наиболее распространенных технологий 3D-печати, используемых сегодня.
ФДМ
Моделирование наплавленного осаждения (FDM)
Моделирование осаждением нитей, также известное как изготовление плавленых нитей, является наиболее распространенным типом 3D-печати — по крайней мере, с потребительской стороны. Если вы раньше видели 3D-принтер, вполне вероятно, что это был FDM-принтер.
Рекомендуемые видео
Функционально говоря, ваша средняя машина FDM во многом похожа на пистолет для горячего клея, которым управляет робот (что интересно, на самом деле это как был изобретен FDM еще в 1980-е годы!). Твердый материал проходит через один конец, проталкивается через горячее сопло, плавится и осаждается тонкими слоями. Это происходит снова и снова, пока не появится трехмерный объект. Разница лишь в том, что вместо клея эти
3D-принтеры обычно используют термопластическую нить, например ABS или PLA. Эти специально разработанные пластики предназначены для плавления и превращения в жидкость при очень определенной температуре, но возвращаются в твердое состояние после охлаждения всего на пару градусов.Связанный
- Лучшие 3D-принтеры стоимостью менее 500 долларов
- Клапаны искусственной вентиляции легких, напечатанные на 3D-принтере, помогают итальянской больнице, пострадавшей от коронавируса
- Этот четвероногий робот, напечатанный на 3D-принтере, готов к споту — по более низкой цене.
Проще говоря, 3D-печать FDM — это, по сути, многократная 2D-печать. Каждый раз, когда слой завершается, сопло немного поднимается вверх (иногда кровать перемещается вниз), и поверх него печатается следующий слой. В конце концов, после того, как сотни или даже тысячи слоев наложены друг на друга, результатом является трехмерный объект.
Соглашение об уровне обслуживания/DLP
Стереолитография (SL/SLA)
SLA и DLP — две стороны одной медали. Соглашение об уровне обслуживания (Стереолитография) и DLP (цифровая лазерная проекция) используют свет для «выращивания» объектов в пуле фотореактивной смолы. Разница в том, что SLA работает, направляя лазер — крошечную точку концентрированного света — на заданную область, чтобы сделать ее более жесткой и создать слой. Напротив, машины DLP отверждают все области слоя одновременно, проецируя свет на смолу по форме этого слоя.
Однако независимо от технических особенностей машины SLA/DLP в целом работают схожим образом. Для начала рабочая пластина принтера опускается в лужу жидкой смолы и останавливается всего за долю миллиметра, не дойдя до дна. Эта опорная пластина, кстати, полностью прозрачна, что позволяет свету проникать сквозь нижнюю часть. Когда это происходит, любая жидкая смола, на которую попадает прямой свет, затвердевает, образуя тем самым первый слой объекта и сплавляя его с рабочей пластиной. После этого рабочая пластина поднимается на несколько микрон вверх (втягивая под себя больше жидкой смолы), и процесс начинается снова. Таким образом объекты создаются слой за слоем, снизу вверх.
СЛС
Лазерное спекание (LS/SLS)
Печать SLS работает совсем иначе, чем FDM и SLA. Чтобы создать объект, машина освещает лазером слой сверхтонкого порошка, сплавляя частицы вместе, образуя тонкий затвердевший слой. Затем машина насыпает больше порошка поверх этого слоя (фактически засыпая его) и повторяет процесс до завершения печати.
Печать объектов таким способом имеет ряд явных преимуществ. Он работает с широким спектром материалов, может печатать большие свесы и пролеты без использования вспомогательного материала, а производимые им детали чрезвычайно высокого качества. Принтеры SLS могут создавать объекты, которые почти так же хороши, как детали, созданные с помощью литья под давлением, фрезерования и других традиционных производственных процессов.
Единственный недостаток? Принтеры SLS невероятно дороги по сравнению с их аналогами FDM и SLA/DLP. Это связано с тем, что высокоэнергетические лазеры, способные соединять сверхмелкие частицы, поначалу довольно дороги. Вообще говоря, даже самые дешевые SLS-принтеры стоят более 200 000 долларов. более дорогие может легко стоить миллионы. Тем не менее, есть несколько компании в настоящее время работаю над демократизировать эту технологию и сделать его более доступным, чтобы есть вероятность, что принтеры SLS станут доступны любителям и потребителям. в не столь отдаленном будущем.
Полиджет
PolyJet: 3D-печать
Думать о полиджет печать как великолепный гибрид печати FDM, SLA и обычной печати. 2D-струйные принтеры. Эти машины распыляют крошечные капли фотореактивной смолы на поверхность сборки, а затем немедленно отверждают (затвердевают) ее ультрафиолетовым светом. Затем этот процесс повторяется сотни (если не тысячи) раз для создания объектов слой за слоем. Большая разница заключается в том, что в отличие от принтеров FDM, полиструйные машины могут наносить материал из нескольких сопел (отсюда и название) одновременно, что дает им ряд преимуществ.
Пожалуй, самым большим преимуществом Polyjet является то, что объекты можно создавать с использованием широкого спектра различных цветов, градиентов и узоров. Многие полиструйные машины также могут печатать несколькими материалами одновременно. Например, если вам нужен аккумуляторная дрель корпус с нейлоновым корпусом и резиновой ручкой, достаточно совершенная полиструйная машина потенциально могла бы изготовить этот объект за один сеанс печати. Вдобавок ко всему, полиструйные принтеры также способны работать с чрезвычайно высоким разрешением — настолько большим, что часто трудно сказать, был ли объект, созданный на высокопроизводительной полиструйной машине, напечатан на 3D-принтере.
Вы спросите, что можно сделать на 3D-принтере дома? Здесь вы увидите некоторые из лучших и полезные идеи 3D-печати.
Рекомендации редакции
- Нужен костюм на Хэллоуин в последнюю минуту? Взгляните на эти наряды, которые можно напечатать на 3D-принтере
- 3D-печать позволяет больницам производить заменители аппаратов искусственной вентиляции легких с помощью обычного оборудования
- Технология 3D-печати позволяет создавать крошечные, очень детализированные объекты за считанные секунды.
- Напечатанная на 3D-принтере копия статуи Давида Микеланджело имеет высоту менее 1 мм.
- Продуманная топология означает, что этот напечатанный на 3D-принтере полимер достаточно прочен, чтобы остановить пулю.
Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.
