Imprimarea 3D | o modalitate de a crea obiecte solide tridimensionale (3D)

Istoric

1974 David E. H. Jones a scris pentru prima dată despre ideea de imprimare 3D în revista New Scientist.

1984 Alain Le Méhauté și alții au depus un brevet pentru stereolitografie (o imprimantă 3D bazată pe laser).

1989: S. Scott Crump a dezvoltat FDM. Aceasta este tehnologia utilizată de majoritatea imprimantelor 3D din prezent.

1992 Prima mașină FDM a fost vândută în 1992 de către compania lui S. Scott Crump, Stratasys.

2005 RepRap a devenit primul proiect de imprimantă open source.

2008 Shapeways a devenit primul serviciu care imprima un obiect 3D și îl trimitea clienților.

2017 În Rusia a fost construită prima casă tipărită 3D în care ar putea locui oameni

 

Cum funcționează

Modelare

Primul pas în imprimarea 3D este crearea unui obiect pe calculator. Oamenii fac acest lucru cu ajutorul unui software CAD (Computer Aided Design) sau al unui scaner 3D. Pentru a proiecta modele^{[ permanent dead link]} în CAD, oamenii încep cu formele de bază și construiesc din acest punct. Scanerele 3D sunt aparate care iau o mulțime de măsurători ale obiectului și realizează automat un model pe calculator. Acestea pot fi foarte rapide, dar sunt și mai scumpe.

Modelele CAD sunt, de obicei, salvate pe calculator sub formă de fișiere STL. Acestea sunt salvate sub formă de multe triunghiuri, ceea ce economisește spațiu pe calculator.

Imprimare

Imprimantele 3D funcționează în mai multe moduri diferite. Există, de asemenea, multe materiale diferite care pot fi utilizate. Fiecare metodă și material are avantajele și dezavantajele sale.

Principalele lucruri la care trebuie să vă gândiți atunci când alegeți o mașină sunt, de obicei, viteza, costurile și culoarea. Imprimantele care lucrează direct cu metale sunt în general scumpe. Cu toate acestea, imprimantele mai puțin costisitoare pot fi folosite pentru a face o matriță, care este apoi folosită pentru a face piese metalice.

Straturile tipice au o grosime de aproximativ 100 μm, adică aproximativ o zecime din grosimea unui fir de păr uman. Imprimarea poate dura de la mai puțin de o oră până la mai multe zile, în funcție de cât de complicată și de mare este.

Finisare

După ce mașina a terminat de imprimat, uneori oamenii termină modelul. Acest lucru înseamnă că se fac mici modificări pentru ca acesta să arate mai bine. Finisarea include îndepărtarea materialului pe care imprimanta l-a plasat pentru a susține modelul. Acest lucru poate dura uneori mult timp. Există modalități de a face acest lucru mai rapid, dar de multe ori este cel mai simplu să îndepărtați plasticul cu mâna.

 
Un model computerizat al unui obiect înainte de imprimare  


O imprimare 3D finalizată a unui tun  

Utilizează

DIY

O mulțime de oameni încearcă să dezvolte imprimante 3D ieftine pe care să le folosească acasă. De asemenea, bibliotecile au început să cumpere imprimante 3D mai mici, astfel încât oamenii să poată învăța despre acestea fără a fi nevoiți să cumpere una. Comunitățile de bricolaj, precum și școlile și comunitățile de hackeri au depus o mulțime de eforturi. Până în 2017, tot mai mulți oameni au început să folosească imprimarea 3D în propria casă pentru obiecte mici, cum ar fi unelte și mici decorațiuni.

Medical

Imprimarea 3D este utilizată pentru a produce materiale medicale la prețuri reduse. Oamenii cred că cele mai mari două utilizări vor fi fabricarea de aparate auditive și de dinți falși.

În martie 2014, chirurgii din Swansea au folosit piese imprimate 3D pentru a reconstrui fața unui motociclist care fusese grav rănit într-un accident rutier.

Fabricarea

În 2014, o companie suedeză a realizat un supercar care utilizează multe componente imprimate 3D. Urbee a fost prima mașină din lume a cărei caroserie și geamuri au fost imprimate 3D.

În 2015, un avion de vânătoare Eurofighter Typhoon al Royal Air Force a zburat cu piese tipărite 3D. Forțele aeriene ale Statelor Unite au început să lucreze cu imprimante 3D, iar forțele aeriene israeliene au achiziționat, de asemenea, o imprimantă 3D pentru a imprima piese de schimb.

Alimente

Alimentele pot fi imprimate 3D. Pot fi imprimate o mulțime de alimente diferite, cum ar fi ciocolata și bomboanele, dar și alimente plate, cum ar fi biscuiții, pastele și pizza. NASA tipărește alimente pentru a crea mai puține deșeuri și pentru a produce alimente care să aibă toți nutrienții necesari pentru astronauți. În 2018, Giuseppe Scionti a tipărit un aliment care era asemănător cu carnea.

Arme

În 2012, Defense Distributed a încărcat pe internet fișiere pentru o armă tipărită 3D "care putea fi descărcată și reprodusă de orice persoană cu o imprimantă 3D". După ce Defense Distributed și-a publicat planurile, oamenii au fost îngrijorați că acestea ar putea cauza probleme în ceea ce privește controlul armelor Un an mai târziu, în mai 2013, Departamentul de Stat al SUA a cerut companiei Defense Distributed să retragă planurile, ceea ce a și făcut.

Educație

Imprimarea 3D a sporit inovația și rezolvarea problemelor în sălile de clasă. Studenții de la proiectare o pot utiliza pentru a imprima prototipuri în cadrul unor discipline precum imprimarea 3D în inginerie; demonstrații în acest sens au fost deja implementate în unele instituții din întreaga lume.

Istoric

În ultimii ani, imprimarea 3D a fost folosită pentru a se asigura că lucrurile importante din istorie sunt în siguranță. Multe muzee au cumpărat imprimante 3D și realizează piese pentru a-și repara relicvele. Muzeul Metropolitan de Artă și Muzeul Britanic au început să își folosească imprimantele 3D pentru a face replici pe care să le vândă în magazinul de cadouri. Muzeul Național de Istorie Militară și Muzeul de Istorie din Varna vând online versiuni digitale ale obiectelor lor, pe care oricine le poate imprima 3D acasă.

 
Faraon egiptean imprimat 3D de vânzare pe Threeding  


Disc spinal imprimat 3D  


Un motor imprimat 3D  


Un cub de zahăr imprimat 3D  

Zgomotul imprimării 3D

Imprimantele 3d produc zgomot, deoarece funcționarea lor implică multe vibrații. Universitatea din Michigan a arătat cât de mult zgomot poate produce o imprimantă 3d. Cercetările lor arată că sunetele mai mari de 85 DB sunt dăunătoare pentru oameni. Cu toate acestea, imprimantele 3d bune cu placă de bază silențioasă pot limita zgomotul până la 55 DB. Cu toate acestea, există o mulțime de producători care nu au putut identifica nici măcar cea mai bună modalitate de a reduce zgomotul imprimantei 3D. Dar, există câteva tehnici care vă pot ajuta să identificați imprimantele 3d silențioase și să vă pregătiți pentru a reduce zgomotul la un nivel substanțial.

Există o mulțime de lucruri care trebuie luate în considerare, cum ar fi dimensiunea ventilatorului și rotația acestuia, motorul pas cu pas și performanța driverelor pas cu pas etc. Cu toate acestea, zgomotul poate apărea și din cauza prafului înfundat în extruder sau din cauza lipsei de întreținere.

Un studiu recent realizat de Universitatea din Boston a arătat că un truc simplu poate minimiza considerabil sunetul imprimării 3D. Deocamdată, acesta este ultimul progres în acest domeniu.