3D-print

Den 3D-print er den naturlige udvikling af 2D-desktop udskrivning og giver dig mulighed for at have en reel gengivelse af en 3D-model skabt med en 3D-modellering software. Desuden anses det for en form for additiv fremstilling af tredimensionale genstande ved hjælp af hvilke de er oprettet fra successive lag af materiale.

Beskrivelse

3D-printere er:

  • generelt hurtigere, mere pålidelig og lettere at bruge end andre additiv fremstillingsteknologier.
  • de tilbyder mulighed for at udskrive og samle dele bestående af forskellige materialer med forskellige fysiske og mekaniske egenskaber i en enkelt byggeprocessen. Avanceret 3D-printteknologier skabe modeller, der nøje efterligner udseendet og funktionaliteten af ​​prototyper.

En tre-dimensionelle printeren fungerer ved at tage en 3D-fil fra en computer og bruge det til at foretage en række portioner i tværsnit. Hver portion er da en trykt oven på hinanden for at skabe 3D-objektet.

I de seneste år prisen på 3D-printere har en betydelig kontrakt, hvilket gør dem overkommelige for små og mellemstore virksomheder, og fremme de træder i office. Selvom rapid prototyping domæner tilstedeværende anvendelser, 3D-printere tilbyder et stort potentiale for at producere programmer. Teknologien bruges også i smykker industrien, skotøjsindustrien, industrielt design, arkitektur, AUTOMOTIVA, rumfart, læge og tandlæge.

I januar 2012, The Pirate Bay annoncerede fødslen af ​​kategorien Physible for filer, der indeholder en beskrivelse af tredimensionale genstande, der skal udskrives.

Metoder

Der er flere teknologier til 3D trykning og deres vigtigste forskelle vedrører den måde, hvorpå lagene er trykt. Nogle fremgangsmåder anvender materialer, som smelter eller blødgøres at fremstille lagene, f.eks. selektiv laser sintring og sammensmeltet deposition modellering, mens andre lå væskeformige materialer, der er lavet til at hærde med forskellige teknologier. I tilfælde af laminering systemer, vil vi have tynde lag der er skåret i overensstemmelse med formen og sammenføjes.

Hver metode har sine fordele og ulemper, og dermed nogle virksomheder tilbyder et valg mellem pulver og polymer som det materiale, som objektet er lavet. Generelt er de vigtigste faktorer, der tages i betragtning, er den hastighed, udgifterne til den trykte prototype, udgifterne til 3D-printer, valg af materialer, farver osv

Fremgangsmåde til 3D-printning består af et udskrivningssystem til ekstrudering af materialet. Printeren skaber modellen et lag ad gangen, spredning af et lag af pulver og udskrivning med inkjet blæk et bindemiddel i tværsnit af den del. Processen gentages, indtil alle lag er trykt. Denne teknologi er den eneste, der kan udskrive fuld farve prototyper. Denne metode giver også for at realisere fremskrivninger. Det er også anerkendt som den hurtigste metode.

I Digital Light Processing, er en balje med flydende polymer udsættes for lys af en DLP projektor i lyse inattinica. Den flydende polymer hærder udsat for. Byggepladen derefter bevæger sig nedad i små trin, og polymeren væsken igen udsættes for lys. Processen gentages, indtil modellen er bygget. Den flydende polymer derpå drænet fra karret, hvorefter den faste model. Ultra ZBuilder eller 3DL Printer er eksempler på rapid prototyping-system DLP.

Det fusionerede deposition modellering, en teknologi udviklet af Stratasys, som arbejder i den traditionelle rapid prototyping, anvender en dyse til afsætning af en smeltet polymer på en støttestruktur, lag på lag.

En anden metode er den selektive smeltning af et trykt medie til et granulært seng. I denne variation mediet ikke smeltes tjener til at understøtte fremspringene og væggene tynde i den del, der produceres, hvilket reducerer behovet for midlertidig ekstra holdere til arbejdsemnet. Normalt du bruger en laser til at sintre midler, og dannelse af den faste. Eksempler på denne teknik er SLS og DML, der bruger metaller.

Endelig er de ultratynde konfigurationer fremstillet ved anvendelse af teknikken ifølge 3D mikrofabrikation af to-foton fotopolymerisation. I denne fremgangsmåde er 3D-objektet ønskede fremhævet i en blok af gel fra en koncentreret laser. Gelen er fremstillet til at hærde til et fast stof ved de punkter, hvor blev koncentreret laseren, på grund af den ulineære natur af fotoexcitering, og gelen forbliver derefter vaskes. De producerer nemt konfigurationer med dimensioner under 100 nm, samt komplekse strukturer såsom bevægelige dele og sammenflettede.

I modsætning stereolitografi, er 3D-print jet optimeret til hastighed, pris og brugervenlighed, hvilket gør den velegnet til visning af modeller udviklet i løbet af de konceptuelle faser af teknisk design op til de indledende faser af test funktioner. Ingen anmodninger giftige kemikalier såsom dem, der anvendes i stereolitografi og du har brug for et minimum af arbejdet er slut efter udskrivning; Vi behøver blot at bruge samme printer til at blæse støvet omgiver efter udskrivningen væk. Udskriver med pulver bundet kan yderligere forstærkes ved imprægnering med voks eller polymer termisk fast. Nell'FDM dele kan forstærkes ved at indsætte et metal i den anden side ved hjælp af absorption af kapillære kræfter.

I 2006 Sébastien Dion, John Balistreri og andre på State University of Bowling Green begyndte en søgning på de maskiner til rapid prototyping i 3D, skabe kunst objekter keramisk udskrives. Denne forskning har ført til opfindelsen af ​​keramiske pulvere og bindende systemer, som tillader at udskrive leret materiale fra en computermodel og derefter koge det for første gang.

Opløsning

Resolutionen er udtrykt i lagtykkelse og XY opløsning i dpi. Tykkelsen af ​​lagene er typisk omkring 100 mikrometer, mens XY opløsning er sammenlignelig med laserprintere. Partiklerne har en diameter på fra ca. 50 til 100 mikrometer.

Print

For at udskrive et 3D objekt, du skal have en 3D-model, som er produceret med 3D-modellering software som Blender, Autocad og OpenSCAD. Så enten du har god modellering færdigheder, eller er der nogen løsninger med 3D-scanner til at spore det objekt, du vil udskrive. Færdig dette skridt du gemmer modellen i formato.STL og indlæse den i en speciel software, der er almindeligt sagt Slicer, er der forskellige typer, både open source og proprietær; blandt de mest berømte, vi kan finde CARE, Slic3R og Repetier vært. I denne software kan du indstille mange parametre til udskrivning, såsom tykkelsen af ​​laget, infill, udskriftshastighed, og indstille alle data fra 3D-printer. Indtastet alle de parametre, du kan sende til udskrive objektet ved at gemme filen i et særligt format, der kan læses fra 3D-printeren, GCode.

Applikationer

3D-print er almindeligt anvendt i display modeller, prototyper / CAD, i støbning af metaller, arkitektur, uddannelse, geospatiale teknologi, sundhedspleje og underholdning / detailhandel. Andre anvendelser omfatter genopbygningen af ​​fossil i palæontologi, replika af gamle artefakter og uvurderlige i arkæologi, genopbygning af knogler og kropsdele i retsvidenskab og genopbygningen af ​​alvorligt beskadiget beviser erhvervet fra undersøgelsen på gerningsstedet. Ved hjælp af specielle procedurer for scanning og 3D-print er også muligt at gengive den kulturelle arv.

For nylig er det blevet foreslået at anvende teknologien i 3D-print for udtryk for kunstnerisk type. Kunstnere har brugt 3D-printere på forskellige måder.

Teknologien til 3D-print bliver nu undersøgt af virksomheder og akademier for bioteknologi til mulig anvendelse i vævsdyrkningsapplikationer, hvor de er bygget organer og kropsdele hjælp inkjet teknikker. Lag af levende celler aflejres på et middel gelatinøse og akkumuleret langsomt til dannelse af tredimensionale strukturer. At henvise til dette forskningsfelt har anvendt forskellige udtryk: blandt andre, trykning økologisk, bio-print og computerstøttet tissue engineering. 3D-print kan producere en brugerdefineret protese hofte i et enkelt trin, med den sfæriske del af den fælles permanent ind i den fælles hulrum, og også med de nuværende print resolutioner af enheden kræver ikke polering.

Takket være 3D-printere har været muligt at realisere miljøvenlige boliger, som Villa Asserbo, Danmark, 60 km nord for København. De danske arkitekter dell'eentileen har indtastet de digitale projekter i hjemmet printeren CNC - udstyret med en boremaskine på størrelse med et værelse - som tillod ham at fuldføre bygningen på bare fire uger ved hjælp af 820 plader af krydsfiner fremstillet af certificerede skove Finnerne.

Brugen af ​​3D scanning teknologier giver mulighed for replikering af virkelige objekter uden brug af støbeteknikker, som i mange tilfælde kan være dyrere, sværere eller endda mere invasive skal udføres; især med ædle eller sarte artefakter af kulturarven, hvor direkte kontakt af stofferne kan beskadige støbning overflade af den oprindelige objekt.

Der er også 3D-printere er i stand til at bruge additivmaterialer. Sådanne printere bidrager positivt til økologi vores planet, fordi de giver mulighed for at bære mad i total autonomi, fjerne kulstofemissioner, der genereres under transport af fødevarer. I denne forbindelse to canadiske drenge, der viste verden printeren med navnet "Discov3ry Pasta ekstruder", der koster $ 379 som udskriver wasabi sauce, papirmasse, ler, keramik og endda Nutella.

Med hensyn til stedet inden for farmakologi, også i denne forbindelse skal løsninger er blevet implementeret, der gør det muligt at oprette personlige medicin. Et team af forskere fra Preston har faktisk skabt en 3D-printer, der gør det muligt ikke blot at udskrive tabletter svarende til andre allerede eksisterende, men også for at oprette personlige medicin for hver patient.

3D-printere til hjemmebrug

Der har været forskellige bestræbelser på at udvikle 3D-printere, der er egnede til brug i hjemmet, og til at gøre denne teknologi til rådighed til overkommelige priser til mange individuelle slutbrugere. Meget af dette arbejde er blevet ledet af og fokuseret på brugerkredsen DIY / ophidset / tidligt, med bånd til den akademiske verden.

RepRap er et projekt, der har til formål at producere en 3D-printer FLOSS, hvis fuldstændige specifikationer distribueres under GNU General Public License, og du kan udskrive en kopi af sig selv. I november 2010, kunne RepRap kun udskrive plastdele. Forskning er i gang for at lade enheden udskrive herunder PC-kort, samt metaldele.

Et andet projekt, der har gjort sin vej, og som har arvet meget fra RepRap er Thing-O-Matic i Makerbot. The Thing-o-Matic var det første der sælges som sæt og spredt over hele verden printeren. Modellen af ​​MakerBot Replicator, tager i stedet for Thing-O-Matic. Den Replicator har en enorm succes på CES i Las Vegas i 2012.

Selv i Italien blev vi udviklet 3D-printere, herunder Galileo, Sharebot, den playmaker, at med en print volumen gør det mere tilgængeligt for professionel brug såvel som private, til PowerWasp, skabt af Wasp Project, der virker udbrede teknologier mere avancerede og gøre dem tilgængelige for alle, lige viden og lige muligheder for at frigøre den kreativitet og sætte skub i økonomien fra bunden.

Vi blev for nylig præsenteret 3D-printere kaldes "dobbelt ekstruder" som Markebot Replicator 2X og XYZ DaVinci 2.0. Disse printere anvendes til at udskrive et mønster ved hjælp af to filamenter tillader modellen at have to forskellige farver.

3D-printere til brug rumlige

I 2013 det kommer projektet forbløffe, et konsortium af 28 selskaber til at bringe 3D-print i rummet og udskrives selv metaldele, reducere omkostningerne og minimere spild. I øjeblikket er der stadig nogle tekniske problemer, så vi kan komme til produktion af metal af industriel kvalitet.

Men med respekt 3D-teknologi "Contour Crafting" NASA planlægger et system til at sende 3D-printer, der bruger denne særlige teknologi på andre planeter, så skaber hjem selvstændigt.

3D-printere til bygning

I øjeblikket de tester materialer og 3D-printere helt rettet til byggebranchen / arkitektonisk. Bemærkelsesværdige er de eksperimenter af italienske Enrico Dini og hans virksomheds D-Shape, som har formået at udskrive stenen. WASP, en anden italiensk selskab, er i stand til at udskrive objekter i ler.

Uden for Italien er bemærket bemærkelsesværdige udvikling især i udviklingen af ​​det cementholdige materiale: i Kina er i stand til at udskrive 10 huse i beton i 24 timer; mens i det sydlige Californien, takket være projektet Contour Crafting, er designet en printer, der kan bygge et hus på 100 kvadratmeter, med vægge og gulve.

En anden meget interessant projekt kommer fra Spanien og kaldes Minibuilders: disse er små robotter, der bevæger på spor, mens frigive materiale. Potentielt disse små robotter kunne udskrive mængder af uendelige dimensioner.

3D-printere på det medicinske område

På det medicinske 3D-print synes en opblomstring af nye projekter. Faktisk kun et par måneder siden i Utrecht det blev udført den første transplantation af kraniet trykt i 3D til en patient. Kalot er lavet med en særlig harpiks ved anvendelse af en 3D-printer. Andre mulige anvendelser af 3D-printer anvendt på medicin er dem, der støtter de nuværende kirurgiske teknikker, for eksempel, takket være 3D-rekonstruktion af et hjerte af et barn på 14 måneder en specialiseret holdet var i stand til at udføre en tidligere utænkelig.

I Brasilien, ved åbningsceremonien af ​​World Cup 2014 kunne en ung paraplegiker sparke en bold gennem et sind-kontrollerede ydre skelet. Omdrejningspunktet for den ydre skelet, en hjelm, blev trykt i 3D.

Craig Gerrand, en kirurg på Newcastle Upon Tyne Hospitale NHS Trust, har arbejdet for første gang i verden, en person, der lider af kræft ved at udnytte 3D-print. Patienten skulle fjernes halvdelen bassinet for at forhindre canceren fortsætter med at udvikle i kroppen. Gennem en præcis 3D-rekonstruktion af bassinet og et print fremstillet med en 3D-printer, der bruger laser titanpulver, var det muligt at skabe protesen ifølge mellembassinet, impiantandola senere i patientens krop.

På Washington Universitetet i St. Louis blev bygget en robot lemmer hjælp 3D-print. Det interessante aspekt af denne historie primært vedrører udgifter: en protese "normal" ville koste mere end $ 5000 mere. Takket være 3D-print er derfor muligt at realisere kunstige proteser spare en betydelig mængde penge.

Med hensyn til stedet det alvorlige problem med slidgigt, også i dette tilfælde 3D-print er at levere løsninger, når utænkeligt. Den 27. april 2014 på Experimental Biology Conference 2014 i San Diego, blev det vist et system, der tillader udskiftning af de berørte dele med slidgigt brusk stammer fra stamceller. Denne teknik indebærer anvendelse af 3D-printere til at modellere brusk. En lignende tilfælde fandt sted i Kina, hvor en tres ramt af knoglemetastaser er blevet drevet med en kompliceret rekonstruktionskirurgi, hvor bækken knoglevæv påvirket af tumoren er blevet erstattet med en titanium protese trykt i 3D.

Et andet eksempel er ansigtets rekonstruktion udført på en dreng lidt en forfærdelig ulykke, og der er foretaget med genopbygningen og efterfølgende frigivelse i 3D af ansigtet, fordi tidligere fotografier.

Det amerikanske selskab tester Organovo 3D-print af organiske materialer til reproduktion af menneskelige organer.

Prototyping teknologi og deres grundmateriale

  • Selektiv lasersintring: termoplast, metaller, sand, glas
  • Fused Deposition Modeling: termoplast
  • Stereolitografi: fotopolymer
  • Produktion af valsede emner: valsede plader og lim
  • Elektronstråle smeltning: titanlegeringer
  • 3D-print: forskellige materialer, herunder harpiks
  • Keramisk 3D-print: forskellige materialer af ler og keramik.
  • Stereolitografi

Søg

Jeg studerer projekter 3D-printere til at producere fødevarer fra Systems og Materials Research Corporation med $ 125,000 finansiering af rumfartsorganisation NASA og humane celler fra 'universiteterne i Oxford.

Forrige artikel 700-serien Shinkansen
Næste artikel 2011 NHL Winter Classic