3D принтери: основні поняття та види друку
3D-принтер - це спеціальний пристрій для виведення тривимірних даних.
Переглянути сфери використання 3D-друку
Особливості 3D-друку
3D друк - це виконання ряду повторюваних операцій (нанесення на робочий стіл установки тонкого шару витратних матеріалів)
Цикли друку безперервно слідують один за одним: на попередній шар матеріалів наноситься наступний шар
Технологія 3D-друку, також відома під назвою аддитивна технологія
Застосування 3D-друку
- Створення прототипів
- Швидке виробництво
- Дрібносерійне виробництво
- Навчальні моделі
- Медицина
- Реклама
Технології 3D друку
Стереолітографія
(Stereolithography — SL)
Під дією керованого комп'ютером ультрафіолетового випромінювання відбувається затвердіння шару завтовшки в декілька сотих міліметра, при цьому платформа з майбутньою деталлю опускається вниз і знову покривається рідиною.
Далі все повторюється й в результаті ультрафіолетовий промінь «малює» об'ємну фігуру.
Селективне лазерне спікання
(Selective Laser Sintering)
Суть полягає в пошаровому спіканні лазерним променем порошкового матеріалу.
По поверхні зони обробки, лазером спікається потрібний контур, далі насипається новий шар, розрівнюється, і процес повторюється.
Моделювання плавленням
(Fused Deposition Modeling — FDM)
Основною частиною принтера, що з'явився на ринку в 1991 р., є екструдована голівка.
У ній матеріал (ливарний віск або пластик, що надходять з котушок) нагрівається до температури плавлення і подається в зону друку. Головка переміщається по двох координатах, синтезуючи певний шар моделі.
Пошарове формування об'ємних моделей з листового матеріалу
(Laminated Object Manufacturing — LOM)
Листовий матеріал (папір, пластик, кераміка, композити або поліестер) розкроюється за заданому контуру за допомогою СО2-лазера (можна одночасно розкроювати більше одного аркуша, проте точність при цьому зменшується), а потім нагрівається валик, який здійснює склеювання шарів. При помилці в процесі синтезу об'ємного виробу частину шарів можна видалити.
Струменева полімеризація
(Polyjet and Ployjet Matrix)
Процес друку полягає в наступному. На площину побудови згідно з програмним алгоритмом наноситься рідкий фотополімер блоком друкуючих головок. Блок складається з 8 головок — це 768 сопел малого діаметра, що здатні продукувати біля 16 млн. крапель на хвилину. На друкуючій голівці розміщені дві ультрафіолетові (УФ) лампи, які замінюють лазер в SLA-установках. Після нанесення фотополімер полімеризується під дію УФ світла. Цим завершується побудова одного шару. Далі площину побудови зміщують на дуже малий рівень і головки створюють наступний шар.
Програми створення 3D-моделей
Для створення 3D-моделі використовуються САПР (системи автоматизованого проектування) або CAD (сomputer-aided design), що підтримують управління 3D-друком
- AutoCAD — одна з найбільш потужних і зручних систем автоматизованого 2D і 3D проектування і документування
- КОМПАС-3D — потужна система тривимірного проектування, що поєднує простоту освоєння і легкості роботи
- Blender — безкоштовний професійний пакет для створення тривимірної комп’ютерної графіки
- SketchUp - програма для моделювання відносно простих 3-х-вимірних об'єктів — будівель, меблів, інтер'єру
- Tinkercad - онлайн програма, забезпечує створення 3D моделей в додатку, що працює в браузері і передачі їх на 3D-друк
Правила друку
Слайсінг
Слайсер - програма для перетворення 3D моделі в керуючий код для 3D принтера.
Модель ріжеться по шарах. Кожен шар складається з периметра і / або заливки.
Модель може мати різний відсоток заповнення заливкою, також заливки може й не бути (пустотіла модель).
Сітка
Пересічні межі і ребра можуть привести до кумедних випадків слайсінгу.
Тому якщо модель складається з декількох об'єктів, то їх необхідно об’єднати в один.
Якщо сітка крива, то виправити її допоможе безкоштовний сервіс netfabb.azurewebsites.net.
Плоска основа
Плоска основа допоможе моделі краще триматися на столі принтера. Якщо модель відклеїться (цей процес називають деламінація), то порушиться геометрія підстави моделі, а це може призвести до зміщення моделі.
Якщо модель не має плоску основу або площа основи мала, то її друкують на рафті - надрукованій підкладці. Рафт псує поверхню моделі, з якою стикається. Тому при можливості краще обійтися без нього.
Товщина стінок
Стінки повинні бути рівними або товщі, ніж діаметр сопла. Інакше принтер просто не зможе їх надрукувати.
Товщина стінки залежить від того, скільки периметрів буде друкуватися.
Так при 3 периметрах і соплі 0,5mm товщина стінок повинна бути від 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3mm.
Тобто товщина стінки повинна бути кратна діаметру сопла якщо вона менше N * d, де N - кількість периметрів, d - діаметр сопла.
Мінімум елементів, які не мають опори
Для кожного елемента, який не мають опори необхідна підтримуюча конструкція - підтримка. Чим менше таких елементів, тим менше підтримок потрібно, тим менше потрібно витрачати матеріалу, часу друку.
Крім того підтримка псує поверхню, дотичну з нею.
Можна друкувати без підтримок стінок, які мають кут нахилу не більше 70 градусів.
<comments>
