Mae argraffu 3D yn trosi sbŵls o ffilamentau plastig neu hambyrddau resin yn wrthrychau corfforol. Nid yw argraffu 3D yn perthyn i'r byd hwn o gwbl. Mae NASA yn cynnal argraffydd 3D ar yr Orsaf Ofod Ryngwladol, a gall gofodwyr wneud offer penodol (fel y wrench atgyweirio hon) heb orfod eu hedfan i'r gofod.
Mae argraffu 3D wedi'i fabwysiadu gan fyfyrwyr, entrepreneuriaid, amaturiaid a ffatrïoedd mawr. Oherwydd bod argraffu 3D yn caniatáu trosi dyluniadau digidol yn wrthrychau diriaethol, darganfuwyd ystod eang o ddefnyddiau.
Gall y meddyg argraffu model corfforol o anatomeg y claf i ddelweddu'r rhaglen yn well a dangos yr arfer. Gall peirianwyr ffatri greu gosodiadau a gosodiadau arfer sy'n arbed amser ac yn lleihau difrod wrth weithgynhyrchu. Mae'r gymuned yn meithrin gofod entrepreneuraidd, yn dysgu sgiliau STEM ac yn helpu busnesau newydd i fusnesau newydd, gan greu swyddi newydd a chyfleoedd lleol.
Er bod argraffu 3D yn cael ei ddefnyddio'n bennaf ar gyfer cynhyrchu gwrthrychau plastig, gall argraffu 3D hefyd gynhyrchu gwrthrychau metel, er bod hon yn broses ddrytach a llai cyffredin nag argraffu 3D plastig.
Crynodeb Gweithredol
Beth yw argraffu 3D? Argraffu 3D yw'r broses o greu gwrthrychau corfforol o fodel digidol. Mae argraffu 3D yn broses ychwanegu. Mae'r haenau plastig yn cael eu hadeiladu un ar ôl y llall i greu gwrthrychau.
Sut mae argraffu 3D yn effeithio ar yr economi?
Mae argraffu 3D yn rhan annatod o fudiad y gwneuthurwr ac mae o fudd i'r gymuned, addysg, entrepreneuriaid a busnesau traddodiadol. Mae'n helpu i hyrwyddo creu cynhyrchion newydd a chwmnïau newydd, ac yn dysgu sgiliau y gellir eu troi'n amrywiaeth o swyddi technegol a phroffesiynol.
Pa mor ddrud yw argraffu 3D o'i gymharu â phrosesau gweithgynhyrchu traddodiadol?
Mae hynny'n dibynnu. Mae'n costio llawer llai ac yn creu prototeipiau, gosodiadau, offer a gosodiadau gydag argraffu 3D yn llawer llai o amser. Fodd bynnag, unwaith y telir y costau sefydlu ac offer, gall technegau gweithgynhyrchu traddodiadol (fel mowldio chwistrelliad) gynhyrchu gwrthrychau yn gyflymach ac am gost is.
Sut mae argraffu 3D yn effeithio ar y gadwyn gyflenwi?
Mae argraffu 3D yn ddelfrydol ar gyfer gweithgynhyrchu tymor byr a chynhyrchu ar raddfa fach. Mae hefyd yn caniatáu i rannau sbâr gael eu "storio yn y cwmwl" felly nid oes angen rhestr gorfforol cyn bod angen y gwrthrych. Trwy ddarparu gwrthrychau 3D yn fyd-eang ar ffurf ddigidol a'u hargraffu'n lleol, gellir dileu cost ac amser cludo yn llwyr.
A all argraffu 3D newid gweithgynhyrchu?
Mae gweithgynhyrchu yn mynd trwy newidiadau aruthrol, ac mae argraffu 3D yn un o'r elfennau. Mae ffactorau eraill yn cynnwys cynnydd sylweddol yng nghyfaint a thrwybwn data, gwell dadansoddiad, gwell ffactorau dynol, ac awtomeiddio amrywiol brosesau cynhyrchu.
Beth yw argraffu 3D?
Argraffu 3D yw'r broses o greu gwrthrychau (plastig fel arfer, ond weithiau deunyddiau metel neu gyfansawdd) o fodel digidol. Mae'r rhan fwyaf o argraffwyr 3D yn ychwanegu deunydd at haen denau iawn ar y tro, a dyna pam mae argraffwyr 3D yn cael eu dosbarthu fel "gweithgynhyrchu ychwanegion."
Sut mae gweithgynhyrchu ychwanegion yn gweithio?
Mae argraffwyr cyfrifiaduron fel arfer yn gweithredu un llinell ar y tro. Mae'r argraffydd 3D yn debycach i gynllwyniwr, gan symud y pen print ar hyd yr echelinau X ac Y i dynnu patrwm. Yn achos argraffydd 3D, mae'r argraffydd 3D yn dri dimensiwn. Ar ôl i'r patrwm gael ei dynnu, mae'r pen print yn symud i fyny (neu'r print yn symud wyneb i lawr) a thynnir y patrwm arall ar yr un cyntaf.
Sut mae argraffydd 3D yn gweithio?
Mae yna sawl math o argraffydd 3D, ond byddwn yn canolbwyntio ar ddau fath: modelu dyddodiad asio (neu FDM) a stereolithograffeg (neu CLG).
Mae FDM yn dechrau gyda coil ffilament. Mae'r rhain fel arfer yn llinynnau 1.75 neu 2.85 mm o drwch sy'n cael eu clwyfo ar y werthyd. Mae'r argraffydd FDM yn cynhesu'r ffilament, yn ei allwthio trwy'r ffroenell allwthiwr, ac yn gosod haen ar yr wyneb adeiladu. Mae'r haenau hyn yn denau iawn a phan osodir pob haen tawdd ar ben yr haen flaenorol, mae'n toddi'n rhannol wrth oeri.
Dros amser - weithiau mae'n cymryd llawer o amser - mae gwrthrych wedi'i adeiladu o gannoedd neu filoedd o'r haenau hyn.
Mae CLG yn dechrau gyda resin hylif. Mae'r hambwrdd adeiladu yn disgyn i'r resin (wyneb i waered fel arfer) ac mae golau (weithiau o'r LCD, weithiau o'r laser UV) yn cynhyrchu adwaith cemegol yn y resin sy'n caledu. Pan fydd pob haen yn agored i olau, mae'r argraffydd yn codi'r platfform adeiladu ychydig i ffwrdd o'r gell resin, gan ddatgelu'r haen nesaf.
FDM yw'r math mwyaf cyffredin o argraffu 3D allwthio deunydd. CLG yw'r ffurf fwyaf cyffredin o argraffu 3D ffotopolymerig. Mae'r ddau ddull argraffu hyn wedi cyrraedd lefel ddigon isel o gost y gall defnyddwyr, amaturiaid, addysgwyr, entrepreneuriaid a busnesau bach ei fforddio, ond maent fel arfer yn gyfyngedig i gynhyrchu plastigau, cyfansoddion plastig a deunyddiau neilon. .
Gellir defnyddio mathau eraill o argraffwyr 3D, ond mae angen cost prynu fawr arnynt. Mae'r rhain yn cynnwys argraffu 3D gwely powdr (gollwng powdr ac yna ffurfio ymasiad), gweithgynhyrchu lamineiddio (bondio dalennau gyda'i gilydd ac yna eu torri), dyddodiad egni cyfeiriadol (mae hyn ychydig yn debyg pe bai'r weldiwr a'r argraffydd FDM yn cael eu geni) A gwneuthuriad ffurf heb drawst electron. (taflu pelydr electron mewn gwactod i gynhyrchu metel tawdd yn seiliedig ar fodel 3D).
Defnyddir y mathau olaf hyn o argraffu 3D yn gyffredin i wneud rhannau metel, tra bod FDM a CLG yn cael eu defnyddio amlaf i wneud gwrthrychau plastig.
Y cyfan yn gyffredin yw eu bod yn creu gwrthrychau newydd trwy ychwanegu a chymysgu deunyddiau crai yn raddol.
Beth nad yw argraffu 3D
Nid yw'r argraffydd 3D yn efelychydd Star Trek. Bydd unrhyw un sydd ag argraffydd 3D yn dweud wrthych y bydd eu dychymyg yn gyffrous cyn gynted ag y bydd y gwestai yn gweld yr argraffydd ar waith. Bron yn syth, byddant yn dechrau galw allan y mathau o eitemau y maent am eu gwneud. Yn aml nid yw'r rhain hyd yn oed yn eitemau sy'n bodoli, ond maen nhw'n credu y gall hud argraffu 3D greu dyfeisiadau newydd dros nos.
Sut mae argraffu 3D yn effeithio ar yr economi?
Yn union fel y mae argraffu 3D yn ffactor yn y duedd trawsnewid gweithgynhyrchu digidol, mae argraffu 3D yn elfen o duedd economaidd fwy a chynnydd symudiad y gwneuthurwr.
Agwedd gyffrous ar gynhyrchu yw ei gynhwysiant a'i niwtraliaeth rhyw. Mae'n cynnwys popeth o wneud doliau i ddylunio robot, o archebu sgrap i wneud dodrefn, o wneud lledr i argraffu 3D. Dyma air sy'n cynnwys unrhyw beth sy'n gwneud pethau'n bur ac yn syml.
Mae gweithgynhyrchu yn wahanol i weithgynhyrchu, er ei fod yn aml yn arwain at weithgynhyrchu. Pan fydd rhywun yn dylunio cynnyrch ac yn adeiladu prototeip, ystyriwch ei wneud. Unwaith y bydd y prototeip yn cael ei gynhyrchu'n weithredol, mae'n cynhyrchu. Nawr, gan gyfuno cynhyrchu bwrdd gwaith â chyllido torfol, gallwch ddylunio prototeipiau cymhleth iawn sydd wedyn yn cael eu hariannu gan ddarpar gwsmeriaid.
Manteision ac anfanteision argraffwyr FDM a CLG
Gan fod argraffwyr FDM a CLG eisoes ar gael i amaturiaid a gweithwyr proffesiynol, nhw yw'r math mwyaf cyffredin o argraffydd 3D. Gellir defnyddio'r fersiwn defnyddiwr ar gyfer cannoedd o ddoleri, ac mae peiriannau proffesiynol ar gyfer prototeipio a gweithgynhyrchu gemau yn cael eu prisio rhwng $ 3,000 a $ 6,000.
Dyma'r technolegau argraffu 3D rydych chi'n fwyaf tebygol o fuddsoddi ynddynt.
Argraffydd FDM
FDM yw'r dechnoleg argraffu 3D amatur brif ffrwd gyntaf, sy'n dal i arwain y farchnad o ran cyflenwad brand a chynhyrchion a chyfaint gwerthiant.
Un o brif heriau argraffu 3D yw cael print llwyddiannus o'r gwrthrych. Methodd argraffu oherwydd bod y plastig a adneuwyd yn cynhesu neu'n oeri yn rhy gyflym oherwydd nad yw'r haen yn bondio'n llwyddiannus oherwydd bod y print ar wahân i arwyneb argraffu y plât adeiladu oherwydd clogio ffilament yn yr allwthiwr, yn ogystal â nifer o faterion cynhyrchu eraill.
Gall argraffwyr FDM argraffu mewn amrywiaeth o blastigau. Mae gan bob plastig nodweddion gwahanol sy'n gwneud argraffu yn haws neu'n anoddach ac yn cynhyrchu gwahanol nodweddion yn y rhan orffenedig.
Y math mwyaf cyffredin o ffilament yw PLA (asid polylactig), sy'n hawdd iawn i'w argraffu, ond gall fod yn frau iawn a bydd yn dadffurfio yn yr haul.
Mae neilon yn hyblyg iawn, ond fel rheol mae angen llawer o ffidlan i gael ei osodiadau print i weithio.
Mae ABS yn gryfach (mae wedi'i wneud o LEGO), ond mae ei gyfradd oeri fel arfer yn achosi i'r cyrl sylfaenol ystumio'r print cyfan. Mae ganddo hefyd arogl annymunol a mygdarth gweddol wenwynig.
Mae rhai cyflenwyr yn chwistrellu plastig sylfaenol (PLA yn bennaf) i ddeunyddiau eraill, gan gynnwys pren, metel a ffibr carbon. Mae pob un o'r rhain yn newid nodweddion y gwrthrych printiedig gorffenedig.
Mae gan y mwyafrif o argraffwyr FDM allwthiwr sy'n gallu argraffu un rholyn ffilament ar y tro. Gall argraffwyr FDM mwy datblygedig (a drud) argraffu dau, tri, pedwar neu fwy o ffilamentau ar y tro, gan ganiatáu i'r argraffydd gymysgu lliwiau, priodweddau swyddogaethol (fel plastig solet a cholfachau hyblyg) a deunyddiau cymorth hydawdd.
Mae'r print yn cynnwys llinyn o blastig tawdd, felly gall gordyfu fod yn broblem. Er y gall argraffwyr FDM argraffu cylchoedd neu onglau hyd at 45-60 gradd fel rheol, ni allant argraffu ar y bwlch aer oherwydd bydd y plastig tawdd yn syml yn suddo i'r bwlch.
I wneud iawn am y bylchau mawr, bydd y mwyafrif o argraffwyr yn cynhyrchu cefnogaeth, neu dwr plastig dros dro a all gynnal ardal y bont. Mae'r argraffydd monofilament yn defnyddio'r un deunydd â'r gwrthrych ei hun ac mae ganddo amrywiaeth o leoliadau sy'n ei gwneud hi'n hawdd cael gwared ar y gefnogaeth.
Mae argraffwyr ffilament deuol yn aml yn argraffu gyda deunydd cymorth toddadwy fel PVA (alcohol polyvinyl) sydd yr un deunydd fwy neu lai ag y mae Elmer's Glue wedi'i wneud ohono. Ar ôl cwblhau'r print ffilament deuol, caiff ei foddi mewn dŵr am oriau (neu weithiau ddyddiau) ac mae'r PVA yn hydoddi, gan adael print cyfan gyda'r gwagleoedd agored a fwriadwyd gan y dylunydd ar gyfer y gwrthrych terfynol.
Oherwydd bod argraffwyr FDM yn argraffu mewn haenau, gall cyfeiriadedd y gwrthrych sy'n cael ei argraffu fod yn bwysig. Mae bondiau rhwng haenau yn aml yn wannach na rhediadau llinol o blastig. O'r herwydd, dylai gosod ar y gwely ystyried hynny ar gyfer unrhyw wrthrychau sy'n debygol o fod dan straen.
Mae argraffwyr FDM yn dod mewn amrywiaeth o feintiau. Po fwyaf yw'r maint, y mwyaf heriol yw'r print, oherwydd mae'n aml yn anodd cydbwyso'r nodweddion gwres yn yr ardal adeiladu lawn.
Mae argraffwyr FDM hefyd yn cynnig amrywiaeth o feintiau ffroenell. Po fwyaf yw'r ffroenell, y mwyaf o ddeunydd sy'n cael ei allwthio y funud, ond y lleiaf fydd yn mireinio'r canlyniad terfynol. Y lleiaf yw'r ffroenell, y mwyaf manwl yw'r print. Bydd argraffu gyda nozzles mawr neu nozzles bach yn cyflwyno heriau eraill, yn aml yn gysylltiedig â chynhalwyr, pontio a rheoli gwres.
Argraffydd CLG
Mae gan argraffwyr CLG lawer o nodweddion sy'n eu gwneud allan o'r brif ffrwd:
Mae'r resinau hylif y maent yn eu defnyddio yn wenwynig iawn yn eu ffurf heb ei halltu. Os ydych chi'n ei gael, gall achosi llosgiadau neu frechau poenus.
Mae angen prosesu'r print gorffenedig mewn baddon ac yna ei wella. Byddant yn dadffurfio yn ystod yr amser prosesu hwn. Maent hefyd yn wenwynig.
Mae argraffwyr CLG yn fwy beichus nag argraffwyr FDM oherwydd resinau hylif a baddonau prosesu.
Yn nodweddiadol mae gan argraffwyr CLG ardaloedd adeiladu bach iawn, gan arwain at brintiau bach nodweddiadol. Yn nodweddiadol, mae resinau yn cael eu llunio'n benodol ar gyfer argraffydd penodol, felly gall y defnyddiwr gloi cynnyrch y cyflenwr, a allai gyfyngu ar ddewisiadau deunydd a lliw.
Er hynny, mae argraffwyr CLG yn dod yn fwy poblogaidd, yn bennaf oherwydd eu bod yn cynhyrchu printiau gyda manylion cain iawn ac ychydig haenau o haenau. Mae hyn yn eu gwneud yn arbennig o addas ar gyfer prototeipio dyluniadau a marw gemwaith, dyluniadau meddygol a deintyddol bach, a hobïau fel rheilffyrdd enghreifftiol a miniatures gêm.
Dylunio a pharatoi printiau
Rhaid i'r broses o symud o wrthrychau printiedig i wrthrychau printiedig 3D basio dwy dechnoleg offer meddalwedd yn gyntaf: meddalwedd modelu 3D (neu CAD) a sleisiwr.
Meddalwedd modelu 3D
Gellir ystyried meddalwedd modelu 3D (a elwir hefyd yn CAD (ar gyfer dylunio gyda chymorth cyfrifiadur)) fel y peiriant creu ar gyfer modelau 3D. Yn yr un modd, gallwch ddefnyddio Photoshop i greu graffeg, Darlunydd i greu lluniau, neu ddefnyddio Word i greu erthyglau fel hyn, a meddalwedd CAD ar gyfer creu dyluniadau model 3D.
Mae yna lawer o raglenni CAD allan yna, ac mae pob rhaglen yn fwyaf addas ar gyfer gwahanol dasgau. Rwy'n ail rhwng TinkerCAD a Fusion 360, yn dibynnu a oes angen i mi adeiladu rhan gyflym neu ddyluniad mwy cymhleth.
Slicer
Mae'r rhaglen CAD yn cynhyrchu model rhithwir o'r gwrthrych 3D. Ond mae'r rhan fwyaf o argraffu 3D yn cael ei wneud fesul haen. Y broses o drosi dyluniad 3D yn gyfres o gynigion peiriant ar awyren dau ddimensiwn (ac yna symud yr awyren) yw gwaith y rhaglen sleisio.
Darllenwch fwy: https://www.zdnet.com/article/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-and-its-impact-on-your-business/