Что такое 3d-принтер принцип его работы и применение

Содержание
  1. Как работает 3D-принтер? Изделия на 3D-принтере
  2. Принцип работы в общих чертах
  3. Метод послойного наплавления термопласта
  4. Стереолитографические установки
  5. Расходные материалы
  6. Управление работой принтера
  7. Программное обеспечение
  8. Какие изделия можно получить?
  9. Отзывы о 3D-принтерах
  10. Заключение
  11. Принцип действия 3D-принтера
  12. Как работает 3D-принтер
  13. 3D принтеры
  14. Принцип действия 3D принтера
  15. Периферийные устройства
  16. Как построить бассейн на даче своими руками
  17. Исчезнувшая Пацифида
  18. Королевства троллей
  19. Монолитный дом
  20. Что такое 3D-печать и как устроен 3D-принтер
  21. Принцип работы
  22. Расходные материалы
  23. Для тех, кто хочет знать больше
  24. Как работает 3D-принтер
  25. Что такое 3D принтер
  26. Как работает 3D принтер. Принцип работы 3d принтера
  27. Способы 3D-печати
  28. Основные характеристики 3D принтера
  29. Применение 3D принтера
  30. Как работает 3D-принтер, изделия полученные на 3D-принтере

Как работает 3D-принтер? Изделия на 3D-принтере

Появление на рынке 3D-принтеров ознаменовало новую эпоху. Если раньше продукция, разработанная на базе высоких технологий, в бытовом хозяйстве позволяла решать привычные задачи, то в случае с трехмерной печатью предлагается новый способ применения устройств.

Разумеется, новым он является только для рядового пользователя, так как в промышленности и на производственных предприятиях схожие технологии используются давно. Но в любом случае печать на 3D-принтере значительно расширяет возможности потребителя, к освоению которых, как показывает практика, готовы далеко не все.

Во многом это связано со сложностью технологической реализации аппаратов, а также с нюансами их эксплуатации.

Но самые интересные вопросы касаются пользы от таких принтеров.

Какие изделия позволяет создавать данное устройство? Для каких целей его продукцию можно использовать? И как работает 3D-принтер? Это важные вопросы, так как трехмерная печать все же является недешевым удовольствием.

Поэтому приобретать соответствующее оборудование ради любопытства, мягко говоря, нецелесообразно. По крайней мере, стоит детальнее вникнуть в рабочие процессы печати и выяснить, какую пользу от них можно ожидать.

Это устройство для трехмерной печати, посредством которого можно генерировать объемные предметы, дублирующие заранее подготовленную виртуальную модель объекта.

По сравнению с традиционными принтерами, которые выводят электронный текст на бумагу, 3D-устройства обеспечивают вывод трехмерной информации, то есть создают объекты с реальными физическими параметрами.

Собственно, для понимания того, как работает 3D-принтер, следует рассмотреть этапы изготовления твердых предметов с его помощью.

Принцип работы в общих чертах

Начинается работа с создания виртуального шаблона на компьютере с помощью специальной программы. Далее происходит обработка программным способом модели с целью ее разделения на слои.

После этого в работу вступает техническая часть принтера, послойно формируя массу из композитного порошка для дальнейшего изготовления предмета. По мере заполнения специальной камеры материалом ось принтера распределяет массу по рабочей поверхности.

После формирования каждого слоя головка устройства накладывает клеевую основу. Повторяется этот процесс до момента, пока не будет выполнен объект, разработанный в программе для печати. Важно учитывать, что изготовление на 3D-принтере может выполняться по разным технологиям.

Соответственно, меняется и техника печати, и свойства используемого материала, а также подходы к программной реализации задачи.

Несмотря на различия в нюансах процесса изготовления, практически все устройства для трехмерной печати работают на принципе быстрого прототипирования. В соответствии с данной концепцией, производство осуществляется путем быстрого формирования опытных моделей для предварительной демонстрации возможностей будущего продукта.

Задумывалась технология еще в 1980-х годах с целью создания образцов и заготовок. Сегодня этот метод известен как аддитивное производство, понимание которого и даст ответ на вопрос о том, как работает 3D-принтер и что отличает его функцию от традиционных подходов к изготовлению предметов.

Так, если в процессе фрезерования, точения и электроэрозионной обработки происходит удаление материала, а ковка, прессовка и штамповка изменяют форму заготовки, то аддитивное производство предполагает увеличение массы материала посредством наращивания слоями. Иными словами, 3D принтер изменяет фазовое состояние веществ в определенных границах пространства.

На сегодняшний день трехмерная печать развивается в нескольких направлениях, среди которых можно выделить стереолитографические технологии (STL), методы нанесения термопластов (FDM) и лазерное спекание (SLS).

Метод послойного наплавления термопласта

Это, пожалуй, наиболее популярная техника трехмерного изготовления. Распространенности FDM-аппаратов способствует сразу несколько факторов. В первую очередь в работе устройств используются относительно недорогие пластики.

Также имеет значение простая техника эксплуатации, что особенно важно в работе с таким оборудованием. Как правило, технологии 3D-принтеров этого типа предусматривают работу с термопластиками, одним из которых является полилактид.

Среди преимуществ этого материала отмечается экологичность, так как получают данный пластик из сахарного тростника и кукурузы.

Главным же элементом в самом принтере стоит назвать экструдер, который выполняет задачу печатной головки. Впрочем, в этой части не все так однозначно, поскольку элемент представляет собой комплекс отдельных компонентов.

Если рассматривать термин «экструдер» в привычном понимании, то к нему будет относиться только часть головки в виде подающего механизма. Так или иначе, печатающая основа подает пластик для 3D-принтера путем нанесения расплавленной нити. Движение механической части обеспечивается электромотором.

В итоге механизм направляет нить в нагреваемую трубу сопла, которая и формирует конечный объект.

Стереолитографические установки

Технология лазерной стереолитографии сегодня широко применяется в протезировании зубов. Это второй по популярности тип принтеров для 3D-печати. Отличительной чертой стереолитографических устройств является получение непревзойденно высокого качества объектов. Достигаются такие результаты благодаря разрешению аппаратов, которое может исчисляться единичными микронами.

Поэтому вполне логично, что работа 3D-принтера на основе лазерной стереолитографии высоко ценится не только стоматологами, но и ювелирами. Программная часть устройства во многом напоминает FDM-аналоги, но есть и целый ряд особенностей технологии.

Несмотря на тот факт, что принцип печати называют лазерной стереолитографией, все чаще функция такого оборудования базируется на светодиодных ультрафиолетовых проекторах.

Проекторные модели надежнее лазерных и по цене обходятся дешевле. Для них не нужны деликатные зеркала, обеспечивающие отклонение лучей, что упрощает конструкцию. В то же время печать на 3D-принтере с проекторами отличается высокой производительностью. Данное преимущество достигается благодаря тому, что происходит не последовательное, а полное засвечивание контура слоя.

Еще одна разновидность применения лазерного метода. В этом случае применяется легкоплавный пластик. Мощный лазер прорисовывает по пластиковой основе сечение объекта, что приводит к плавлению и спеканию материала.

Так происходит с каждым слоем до получения завершенной модели, которую подготовила программа для 3D-принтера в качестве заготовки. Остатки пластикового порошка стряхиваются с полученного предмета в конце рабочего процесса. Существенным недостатком таких аппаратов является создание объектов с пористой поверхностью.

С другой стороны, это никак не влияет на прочность изделий. Более того, именно вышедшие из таких принтеров модели являются самыми долговечными. Сама же установка имеет сложную конструкцию и, как следствие, высокую стоимость.

При этом и процесс изготовления отнимает много времени по сравнению с 3D-принтерами других типов. Как отмечают пользователи, скорость формирования модели составляет несколько сантиметров в час.

Расходные материалы

Основным материалом для создания моделей путем трехмерной печати является термопластик. Кроме уже упомянутых разновидностей, стоит отметить пластик для 3D-принтера в форматах ABS и PLA. Также используется нейлон, поликарбонат, полиэтилен и другие виды, также используемые в промышленности.

При этом некоторые установки допускают и смешивание материалов, а также использование вспомогательных веществ, улучшающих качественные характеристики будущего изделия. Например, для этой цели используют поливиниловый спирт, который, в сущности, является той же разновидностью пластика PVA.

Растворив его в воде, пользователь может создавать сложные геометрические фигуры.

Наиболее же экзотическим материалом для использования в подобных задачах является металл. Чтобы получить такое изделие, также применяют 3D-модели для печати на 3D-принтере, а отличия технологии сводятся к функции печатающей головки.

С ее помощью наносится связующая клейкая масса в места, куда указывает компьютерная программа. Далее на всю рабочую область головка наносит тонкий пласт металлической пудры.

То есть металл не плавится, как в случае с пластиками, а накладывается и склеивается послойно в виде мельчайших частичек.

Управление работой принтера

Для начала стоит отметить операции, которые контролируются пользователем через компьютер. Это регулировка температуры сопла и рабочей площадки, темпы подачи материала и работы электромотора, который обеспечивает позиционирование печатающей головки.

Все эти действия находятся под управлением электронных контроллеров. Как правило, современные модели таких устройств базируются на системе Arduino с открытой архитектурой.

Что касается программного языка, то в принтерах используется так называемый G-код, построенный на командах управления оборудованием для печати.

На этой стадии можно перейти к рассмотрению программ-слайсеров, которые обеспечивают перевод 3D-модели для печати на 3D-принтере в понятный контроллерам код. Сразу надо сказать, что такое программное обеспечение не имеет прямого отношения к разработке графических моделей.

Программное обеспечение

В перечень основных задач слайсеров входит установка параметров, в соответствии с которыми будет осуществляться печать. Выбор конкретной программы определяется типом принтера. Например, устройства RepRap подразумевают использование слайсеров, выполненных с открытым кодом. Среди таких можно выделить Replicator G и Skeinforge.

Однако немало и производителей, которые рекомендуют использовать только фирменное ПО от конкретных компаний. Это, в частности, относится к аппаратам Cube от фирмы 3D Systems. Что же касается моделирования изделий, то этим занимается специальная программа для 3D-принтера, предназначенная для трехмерного проектирования.

Обычно для этих целей используют CAD-редакторы, которые, впрочем, требуют определенного опыта работы с дизайном 3D.

Какие изделия можно получить?

Спектр возможностей трехмерных принтеров активно расширяется, что позволяет создавать продукцию для самых разных сегментов рынка. Если говорить о строительстве и архитектуре, то здесь очень ценятся возможности изготовление макетов, для которых, собственно, и разрабатывалась концепция аддитивного производства.

В машиностроительной промышленности также широко используется 3D-принтер. Изделия в данном случае могут быть представлены и потребительской продукцией, и отдельными элементами для концептов. Как уже говорилось, высокая точность изготовления деталей была высоко оценена работниками медицины.

Помимо протезирования, 3D-принтер используется в изготовлении макетов и образцов органов.

Отзывы о 3D-принтерах

Несмотря на активную популяризацию такого способа печати, массовый потребитель пока еще скептически смотрит в этом направлении. Отчасти это связано с высокой стоимостью оборудования, но в большинстве своем даже искушенные потребители новых гаджетов не находят по-настоящему важных задач, которые могли бы решать в домашних условиях 3D-принтеры.

Отзывы владельцев между тем отмечают легкость, с которой можно решать элементарные проблемы в быту. К примеру, аппарат позволяет быстро изготовить недостающую деталь для установки мебельного гарнитура, украсить дизайн, изготовить игрушку для ребенка или же оригинальную подставку для телефона.

По словам пользователей, работа с оборудованием хоть и требует затрат на расходные материалы, в долгосрочной перспективе оправдывает все вложения.

Заключение

Устройства для трехмерной печати сами по себе являются диковинкой и требуют отдельного рассмотрения для понимания отличий внутри сегмента. Но даже знание общих принципов того, как работает 3D-принтер, позволяет говорить о большом потребительском потенциале таких устройств.

Теоретически с помощью такого оборудования можно наладить домашнее безотходное производство. Другой вопрос – что именно изготавливать на таком принтере? Но ответ дает каждый пользователь индивидуально, исходя из своих потребностей. За довольно внушительную сумму можно получить настоящий конвейер.

На данном этапе его возможности оценивают в основном специалисты, которые используют печать 3D в решении своих профессиональных задач.

Источник: http://.ru/article/220764/kak-rabotaet-d-printer-izdeliya-na-d-printere

Принцип действия 3D-принтера

Технологии развиваются быстро, 3Д принтеры сейчас и металлами печатаю, умеют их спекать, проблема в стоимости оборудования и конечной стоимости изделия.

Учитывая что драгметаллы обладают хорошей пластичностью то получении из них изделии любой конфигурации возможно и без таких принтеров, кроме того цениться не стоимость драгметалла а работа ювелира.

Золото например пробы 850 что в изделии любого нашего завода, и у того же Картье одинаковая, а цены нет. А вот в серином производстве украшении принтер поможет в изготовлении литейных форм и штампов.

Работает так же как и любой принтер, ваш лазерный например наносит слой тонера в виде текста и спекает его, если вы на том же листе распечатаете тот же текст второй раз у вас будет уже 3Д текст, 3Д принтер так же наносит металл и спекает, слой за слоем.

Как работает 3D-принтер

На принтере теперь можно распечатать объемную 3D-модель чего угодно за несколько минут! Я не ошибся: именно распечатать и именно на принтере. Конечно, это специальный принтер. Но нам все же стало интересно – как он работает?

Вот как это происходит. Для начала из плоского изображения модели или предмета необходимо сделать объемное. Для этого подойдет практически любая программа 3D-моделирования. На основе двухмерного изображения художник создает виртуальную модель будущего предмета. Помимо формы здесь задаются цвета и текстуры.

Теперь самое интересное виртуальную модель предмета нужно превратить в реальную. Для этого и созданы 3D-принтеры. Загрузим нашу модель в программу для печати.

Принцип действия 3D-принтера очень схож с обычным струйным принтером. Самое главное в нем это печатающая головка. Только вместо чернил здесь используется особое клеющее вещество, а вместо бумаги гипсовый порошок.

После того как все расходные материалы заправлены, можно приступать к работе.

Вначале специальный валик разровняет порошок, который станет основой модели. По сути это как загрузка обычного листа в струйный принтер. Теперь за дело берется печатающая головка, которая сама перемещается над поверхностью порошка.

Печать происходит послойно. Если представить себе модель, нарезанную на слои толщиной в одну десятую миллиметра, то каждый такой срез будет выглядеть плоским, как если бы мы напечатали его на простом принтере. Но если затем все эти слои сложить и склеить все вместе, получится опять объемная модель.

В тех местах, где должна появиться модель, головка наносит на порошок слой клея. В результате в этих местах порошок склеивается, а в остальных местах остается нетронутым. С каждым новым проходом область печати опускается на одну десятую миллиметра вниз, а валик, забирая очередную порцию порошка из хранилища, равномерно раскатывает его по поверхности.

Процесс печати не такой быстрый как хотелось бы. Фигурка растет со скоростью всего 2 миллиметра в минуту. Но всё равно процесс изготовления модели идет на порядок быстрее, чем любым иным традиционным способом.

Когда печать закончена, лишний порошок ссыпался в бункер. И вот мы уже видим очертания готовой модели. Сейчас ее нужно очистить от остатков порошка. Это делается в специальной камере с помощью сжатого воздуха.

Модель наша может быть и цветной. Для этого в тот момент, когда печатающая головка наносит порошок в место, где будет цветная поверхность, к клею примешиваются самые обычные цветные чернила из самого обыкновенного картриджа для струйного принтера. Благодаря этому можно сделать модель с любым рисунком на поверхности.

Чтобы придать хрупкой модели прочность, ее нужно покрыть специальным составом. Чаще всего используется эпоксидная смола или воск. На таком принтере можно создавать абсолютно любые модели. Даже с подвижными частями. Особенно это может быть полезно для инженеров и дизайнеров.

Сейчас мы вам покажем и расскажем вам, как получается эффект 3D принтера. А получается такой результат в ходе воспроизведения сканирования человека на 360 градусов, которое после переводят в цифровую модель 3D и ретушируют в соответствии с требованиями к печати.

После эту модель печатный аппарат использует для того, чтобы получить твердую фигуру с высоким разрешением.

Как рассказывает нам Тимо Шаедель – один из соучредителей компании Твинкинд, клиенты приходят к ним частенько аккуратно одетые и с красивой причёской, точно также, как они приходили ранее в обычный фотосалон! 

3D принтеры

Во-первых, попробуем разобраться, что же такое 3D ПРИНТЕР. Традиционно словом принтер мы называем устройство, выводящее на бумагу некоторую информацию. Бумага – это всегда плоскость и информация, отображаемая на ней, – двумерная. Поэтому традиционные принтеры можно называть 2D принтерами.

Трехмерный или 3D принтер – это устройство вывода трехмерных данных . То есть результатом его работы является некоторый физический объект.

Существует несколько технологий объемной печати, но в основе любой из них лежит принцип послойного создания твердой геометрии.

Принцип работы наших 3D принтеров более всего схож с работой обычного струйного принтера. Основное отличие заключается в том, что вместо нанесения чернил из печатающей головки на очередной лист бумаги в нашем принтере связующее вещество через печатающую головку наносится на очередной тонкий слой порошка, создавая одно сечение объекта.

В тех местах, где было нанесено связующее вещество, порошок твердеет. Следующее сечение склеивается с предыдущим и так далее, пока не будет сформировано полностью твердое тело. После окончания работы 3D принтера изделие извлекается из массы порошка.

В тех местах, где не было нанесено связующее вещество, порошок остается рассыпчатым и может использоваться повторно.

В нашем 3D принтере имеются 2 камеры: подающая и рабочая. Перед запуском принтера поршень подающей камеры опущен вниз и полностью заполнен порошком. Поршень рабочей камеры полностью поднят .

Цикл печати очередного сечения состоит из следующих этапов:

  • портал отъезжает в крайнее левое положение
  • поршень подающей камеры поднимается на величину толщины слоя, а поршень рабочей камеры опускается на величину толщины слоя
  • портал отъезжает обратно вправо и в это время ролик переносит новую порцию порошка из подающей камеры в рабочую
  • каретка с печатающими головками перемещается по осям X и Y в рабочей зоне, при этом связующее вещество наносится на порошок в нужных местах
  • далее цикл повторяется

Таким образом, работая в противофазе, поршни подающей и рабочей камер совершают перенос всего объема порошка из подающей зоны в рабочую зону 3D принтера.

При этом в нужных местах из печатающих головок наносится связующее вещество, под действием которого порошок затвердевает.

Преимуществами наших 3D принтеров являются отсутствие необходимости создания специальных поддержек, присущих многим другим технологиям, возможность печати изделий любой геометрии и возможность заполнения всего объема рабочей камеры.

Принцип действия 3D принтера

Как работает 3D принтер? Принцип работы 3D принтеров схож с работой обычного струйного принтера. Основное отличие заключается в том, что вместо нанесения чернил из печатающей головки на очередной лист бумаги в 3D принтере связующее вещество через печатающую головку наносится на очередной тонкий слой порошка, создавая одно сечение объекта.

В тех местах, куда наносится связующее вещество, порошок твердеет. Следующее сечение склеивается с предыдущим и так далее, пока не будет сформировано полностью твердое тело. После окончания работы 3D принтера изделие извлекается из массы порошка.

В тех местах, где не было нанесено связующее вещество, порошок остается рассыпчатым и может использоваться повторно.

Периферийные устройства

«Принтер информатика» – Как работает светодиодный принтер? В результате получается изображение или текст. Стоит Cricut Cake 400 долларов США. Обычный же принтер может печатать только на бумаге, да и то определенной плотности. После окончания работы 3D принтера изделие извлекается из массы порошка. Подключение через USB разъем.

«Устройства в компьютере» – Джойстик. Мышь. Трекбол — шарик, вращающийся в любом направлении. Трекболы. Сигнальный провод мыши иногда рассматривается как мешающий и ограничивающий фактор. Индукционные мыши. Устройство комьпьютера. Такой способ получил название «жесты мышью». При перемещении колеса мыши крутились каждое в своем измерении.

«Внешние устройства компьютера» – Учебная презентация. Устройства вывода Монитор Принтер Плоттер Колонки наушники. Устройства ввода: Клавиатура Мышь Сканер Графический планшет Световое перо микрофон. Внешние устройства компьютера. Клавиатура и мышь – основные устройства ввода информации в компьютер. Монитор.

Источники: otvet.mail.ru, www.top4man.ru, bygaga.com.ua, ses.com.ua, 900igr.net

Как построить бассейн на даче своими руками

Современное восприятие дачи сильно отличается от того, которое преобладало еще несколько десятков лет назад. Сегодня дача является, …

Исчезнувшая Пацифида

Между Северной и Южной Америкой на юге и между Австралией и Евразией на севере расположен самый …

Королевства троллей

Тролли являются существами, встречаться с которыми человеку крайне не желательно. Сообщения о них  присутствуют преимущественно в …

Монолитный дом

Монолитный дом – пока ещё не достаточно популярное явление в сфере строительства частных домов и коттеджей. Однако …

  • Книга Еноха повествует о событиях произошедших вскоре после грехопадения человека и проливает свет на происхождение таинственных исполинов, о которых повествует Библия….
  • Споры о людях-гигантах, высота которых превышала 3 метра, последние десятилетия возникал все чаще. И если вначале голос в защиту библейского рассказа об исполинах возвышали в основном…

Источник: http://objective-news.ru/tehnika-i-tehnologii/princip-dejstvija-3d-printera.html

Что такое 3D-печать и как устроен 3D-принтер

Технологии 3D-печати или аддитивного производства обрели популярность совсем недавно, хотя первые методы появились на свет еще в середине 80-х годов прошлого века.

Назначение 3D-принтеров для многих людей до сих пор остается загадкой, хотя ничего сложного на самом деле нет: это самые настоящие автоматизированные фабрики, способные самостоятельно производить изделия практически любой формы.

3D-принтеры применяются для самых разных задач. Изначально технологии 3D-печати получили название «быстрое прототипирование» и использовались, как можно догадаться, для изготовления прототипов и макетов.

Нынешние, усовершенствованные технологии и материалы позволяют печатать уже не просто макеты, а вполне функциональные изделия, пригодные для повседневной эксплуатации: титановые имплантаты и лопатки газовых турбин, пластиковые игрушки, сувениры и корпуса бытовых приборов и гаджетов, керамическую посуду и даже бетонные строительные конструкции. Главным преимуществом 3D-печати над традиционными производственными технологиями считается принцип «прямого производства»: готовые изделия печатаются напрямую с цифровых моделей, в то время как для того же литья под давлением необходимо сначала изготовить дорогостоящую оснастку.

Принцип работы

Методов 3D-печати великое множество, но всех их объединяет общий принцип обработки цифровых моделей: для того чтобы 3D-принтер мог разобраться со сложной трехмерной структурой, цифровая модель разделяется на поперечные срезы, толщина каждого из которых соответствует толщине одного слоя.

Представьте себе стопку бумаги, где каждый лист выполняет роль печатного слоя: если каждый лист вырезать по индивидуальному шаблону и вновь сложить в стопку, то получится трехмерный объект заданной формы.

Собственно, именно так, вырезая и склеивая листы бумаги, работают 3D-принтеры по технологии LOM, выпускаемые компанией Mcor.

Разница же заключается в методах изготовления слоев и используемых материалах. Так, в стереолитографии (SLA) применяются жидкие фотополимерные смолы, отверждаемые лазером, а в селективном лазерном спекании (SLS) те же лазеры используются для спекания частиц различных порошков – металлических, полимерных или керамических.

Самое же широкое распространение получила технология «моделирования методом послойного наплавления», известная под аббревиатурами «FD» и «FFF». Популярность этого метода объясняется простотой и дешевизной как самих печатающих устройств, так и расходных материалов.

В качестве сырья используются всевозможные пластики и композиты на полимерной основе, а FDM-принтеры представляют собой максимально упрощенные станки с числовым программным управлением.

В качестве материала используется тонкая пластиковая нить или «филамент», а роль печатающей головки играет «экструдер», состоящий из простого зубчатого механизма, проталкивающего пластиковый пруток в разогретую трубку («хотэнд») и выдавливающего расплавленный пластик через сопло. Расплавленной нитью можно вычерчивать один слой за другим, пока не образуется трехмерная физическая модель. Необходимо лишь устройство, которое будет приводить головку в движение по заданному алгоритму.

Это устройство и называется 3D-принтером. Простейшие настольные 3D-принтеры состоят из шасси, служащего основой для направляющих, по которым передвигается печатающая головка и/или платформа, на которой выполняется построение.

В обычном офисном принтере, печатающем на листе бумаги, необходима возможность позиционирования в двух измерениях: как правило, головка движется из стороны в сторону, а сам лист бумаги постепенно протягивается, строка за строкой.

Если же мы строим трехмерную модель, то необходимо добавить и третье измерение в механизм позиционирования – так, чтобы можно было ориентироваться не только по ширине и длине, но и по высоте.

Головка и платформа устанавливаются на направляющие и приводятся в движение электромоторами. Порядок работы электромоторов, определяющий движение головки и подачу материала, закладывается в специальный программный код (т.н. G-код).

Код вырабатывается автоматически с помощью специальных программ, называемых «слайсерами»: такие приложения берут нарисованные в графических редакторах трехмерные виртуальные модели, а затем разделяют их на слои и конвертируют каждый слой в серию команд, необходимых для построения физического аналога. Головка постепенно вычерчивает каждый слой, выдавливая расплавленный пластик на платформу или нанесенные ранее слои. После окончания слоя головка поднимается (или, наоборот, платформа опускается) на высоту одного слоя, и процесс начинается заново, только с использованием очередного шаблона.

Как правило, толщина нити и самих слоев составляет доли миллиметра: типичный диаметр сопла варьируется от 0,3 до 0,8 мм, тогда как толщина слоя составляет от 50 до 300 микрон. Для сравнения, толщина человеческого волоса колеблется в пределах 80-100 микрон.

Очевидно, что печать тонкой нитью занимает достаточно долгое время. Действительно, типичный производственный цикл с легкостью может измеряться часами, а то и превышать сутки: здесь все зависит от выбранного диаметра сопла, толщины индивидуальных слоев и габаритов самого изделия.

Чем выше толщина нити и слоев, тем меньше времени уйдет на печать, но и качество поверхностей будет ниже.

Расходные материалы

Одним из самых привлекательных факторов FDM-печати остается огромное разнообразие относительно недорогих расходных материалов. Два наиболее популярных пластика АБС(акрилонитрилбутадиенстирол) и ПЛА (полилактид).

С первым вариантом знакомы абсолютно все из нас – это наиболее широко используемый промышленный пластик, из которого изготовлена ваша любимая кофемолка, шариковая ручка, защитный кожух смартфона и множество других бытовых вещей. Второй же представляет собой экологичную альтернативу, будучи органическим, биоразлагаемым полимером, изготавливаемым из кукурузы или сахарного тростника.

Пусть ПЛА и не так долговечен, его можно смело выбрасывать в мусор, так как под воздействием среды через несколько месяцев полилактид превратится в безвредный компост.

Но при желании можно печатать и другими материалами: такими популярными термопластами, как поликарбонаты и нейлон. Филамент можно даже изготавливать в домашних условиях, используя в качестве сырья пустые контейнеры из ПЭТФ: из этого материала изготавливаются бутылки для газированной воды и пива.

Существуют и эластичные варианты, имитирующие резину – такие, как NinjaFlex. А если «пластиковый» образ вам не по душе, то можно попробовать композиты на основе ПЛА с добавлением различных наполнителей: песчаника, металлической пыли и даже древесины.

Конечно же, физические и механические характеристики таких композитов несравнимы с настоящим камнем или сталью, но если вместо внешнего сходства вам необходима именно прочность и износоустойчивость, то всегда можно попробовать специальные композиты, армированные углеволокном.

Остается лишь выбрать 3D-принтер по душе, что может быть нелегким делом ввиду растущего разнообразия: серьезные дизайнеры могут выбрать относительно большие устройства с двумя-тремя печатающими головками, в то время как для начинающих пользователей доступно множество простых в эксплуатации моделей с относительно скоромными характеристиками, но высоким уровнем автоматизации и вполне доступными ценами. Некоторые наиболее бюджетные устройства можно приобрести всего за 200-300$, а цены на филаменты начинаются от 10$ за килограмм.

Для тех, кто хочет знать больше

Источник: http://gagadget.com/3d-printers/22841-chto-takoe-3d-pechat-i-kak-ustroen-3d-printer/

Как работает 3D-принтер

Современный производственный процесс или бизнес-процессы сложно представить без трехмерных технологий. Печать на 3d принтере применяется сегодня практически во всех отраслях человеческой деятельности.

Ежедневно появляются новые материалы для 3д печати и раскрываются новые возможности 3d-принтера. Но, что мы знаем об этом устройстве? Что такое 3d принтер? Давайте разбираться вместе.

Что такое 3D принтер

3Д-принтер – это специальное устройство, предназначенное для создания трехмерных объектов путем послойного наращивания исходного материала, слой за слоем, на базе построенной цифровой 3д-модели этого объекта.

В качестве исходных материалов могут применяться различные пластики, металл, фотополимеры, акрил, нейлон и т.д. Используются 3d принтеры, как правило, для создания прототипов изделий и деталей, которые сложно получить традиционными способами.

Как работает 3D принтер. Принцип работы 3d принтера

Как работает 3d принтер? Рассмотрим принцип работы 3d принтера. Как правило, печать на 3д принтере основана на технологиях послойного наращивания объекта, но это еще не все методы 3д-печати, существуют и другие ее виды.

Способы 3D-печати

Лазерное спекание порошков. Специальный порошок подается в 3д-принтер при помощи вращающегося вала, далее равномерно распределяется на горизонтальной поверхности.

Оставшийся по окончанию печати материал удаляется, но затем снова применяется при нанесении последующего слоя. Данный метод отличается высокой точностью готовой модели изделия, благодаря неподвижности детали.

Главный недостаток лазерного спекания порошков – шероховатость поверхности готового изделия, требующая дальнейшей постобработки.

Стереолитография – один из самых популярных методов 3д-печати, основанный на действии луча лазера на фотополимерную смолу. На месте контакта происходит затвердевание материала, после чего наносится следующий слой фотополимера. После чего процесс повторяется. Лишний материал удаляется, затем используется повторно.

Склеивание порошков. Максимально простой способ печати на 3д принтере. Крахмально-целлюлозный порошок и клей, изготовленный на водной основе, подаются на печатающую головку. Порошок связывается клеем, и так формируются контуры будущей модели. Имеющиеся пустоты в материале заливают жидким воском для придания изделию прочности.

Струйное моделирование – при данном способе печати используется моделирующий и поддерживающий материалы. Как поддерживающий материал часто применяют воск, в качестве моделирующего – может быть использован целый перечень различных материалов.

Чаще всего это материалы по свойствам похожие на конструкционные термопласты. В процессе печчати одновременно наносится и моделирующий и поддерживающий материал после чего следует полимеризация и механическое выравнивание.

Струйное моделирование позволяет создавать как твердые, так и мягкие изделия.

Основные характеристики 3D принтера

Разделить 3d-принтеры на различные вида можно на основе таких основных характеристик:

  • стоимость (цена на 3д-принтер может варьироваться в рамках 500 долл. – 1 млн. долл.);
  • технология печати (послойное наращивание, лазерное спекание порошков или же склеивание порошков);
  • материалы для печати (пластики – нейлон, PLA, ABS; металлический порошок, фотополимеры, гипс, акрил и т.д.).

Применение 3D принтера

При помощи современного 3д-принтера можно изготовить любую вещь, начиная от шахматной фигурки, и заканчивая медицинскими протезами или автомобилями.

Печать на 3d принтере применяется сегодня в следующих областях:

  • медицина. Создание зубных протезов, деталей для медицинского оборудования, синтезирование отдельных клеток человеческого организма, создание искусственной почки, клеток кожи, печени, сосудов и тканей;
  • киноиндустрия. Элементы декора и создание декораций – автомобили, антиквариат, драгоценные камни, ювелирные изделия и т.д.;
  • архитектура и строительства. Создание архитектурных макетов и демонстрационных макетов для презентации заказчику. Построение миниатюр известных памятников культуры, с целью проведения реставрации оригинала;
  • образование. Создание учебно-презентационных макетов как наглядного пособия для учеников;
  • прототипирование. Изготовление прототипа нового изделия, производство которого находится на стадии запуска;
  • серийное и мелкосерийное производство: печать деталей, механизмов, запчастей, корпусов приборов и т.д.;
  • дизайн интерьера. Производство элементов оформления интерьера, декора. Предметов быта, ваз и т.д.;
  • ювелирное искусство и производство бижутерии.

Если вы ищете 3d принтер в Украине, компании KLONA к вашим услугам. 3д моделирование, трехмерное сканирование, визуализация модели, печать на 3d принтере и многое другое. Все это вы найдете у нас.

Источник: https://klona.ua/blog/3d-pechat-i-prototipirovanie/kak-rabotaet-3d-printer

Как работает 3D-принтер, изделия полученные на 3D-принтере

Возникновение на рынке 3D-принтеров открыло новую эпоху.

Еще не так давно продукты, которые были разработаны на базе высоких технологий, давали возможность решать обычные задачи, то с трехмерной печатью пользователям открылся новый способ использования устройств.

Конечно, новым он считается лишь для обыкновенного пользователя, поскольку в промышленности, а также на производственных предприятиях аналогичные технологии применяются давно.

Так или иначе, печать на 3D-принтере способна существенно расширить возможности потребителя. На практике, к их освоению готовы не все. Как правило, причина этого состоит в трудностях технологической реализации устройств, а также в некоторых нюансах их использования. Правда, наиболее интересные вопросы связаны с пользой от этих принтеров.

Какие изделия дает возможность создавать такое устройство? Для чего используется его продукция? В чем состоит принцип работы 3D-принтера? Стоит отметить, что такие вопросы представляют важность, поскольку трехмерная печать считается недешевым удовольствием. Таким образом, покупать соответствующее оборудование только ради обычного любопытства нецелесообразно. Стоит более подробно рассмотреть рабочие процессы печати и определить, какую пользу от них следует ждать.

Что представляет собой 3D-принтер?

Данное устройство, предназначенное для трехмерной печати, при помощи которого существует возможность генерировать объемные предметы, дублирующие предварительно подготовленную виртуальную модель объекта.

Если сравнивать с традиционными принтерами, выводящими электронный текст на бумагу, то можно заметить, что 3D-устройства гарантируют вывод трехмерной информации. Другими словами, они создают объекты с настоящими физическими параметрами.

Хотя, для понимания принципа работы 3D-принтера нужно ознакомиться с этапами производства твердых предметов с его помощью.

Принцип работы

Работа устройства начинается с разработки виртуального шаблона на компьютере, что выполняется при помощи специальной программы. Затем осуществляется обработка программным способом модификации для ее разделения на слои.

Далее в работу включается техническая часть принтера, формируется послойно масса, состоящая из композитного порошка для очередного применения предмета.

Когда происходит заполнение специальной камеры материалом, ось принтера разделяет массу по рабочей поверхности.

По ходу формирования каждого слоя головка оборудования накладывает клеевую основу. Данный процесс повторяется до того момента, пока не выполнится объект, который разработан в программе для печати.

Необходимо принимать во внимания то, что производство на 3D-принтере способно осуществляться по различным технологиям.

Таким образом, изменяется и техника печати, а также свойства применяемого материала, меняются подходы к программной реализации задачи.

Технология быстрого прототипирования

Учитывая различия в нюансах производства, почти все оборудование для трехмерной печати функционирует по принципу быстрого прототипирования. Учитывая такую концепцию, изготовление выполняется при осуществлении быстрого формирования опытных модификаций, предназначенных для предварительной демонстрации возможностей создаваемого продукта.

Данная технология разрабатывалась еще в 1980-х годах для того, чтобы сделать образцы и заготовки.

На сегодняшний день такой способ получил популярность в качестве аддитивного производства, понимание которого и дает ответ на вопрос, в чем состоит принцип работы 3D-принтера, а также того, что отличает его функцию от стандартных вариантов изготовления предметов.

Таким образом, если при фрезеровании, точении и электроэрозионной обработке выполняется удаление материала, в то время, когда ковка, прессовка, а также штамповка меняют форму заготовки, аддитивное изготовление предусматривает увеличение массы материала с помощью наращивания слоями.

Другими словами, 3D принтер способен изменять фазовое состояние веществ в конкретных границах пространства. Сегодня трехмерная печать получила развитие в нескольких направлениях, в число которых входят стереолитографические технологии (STL), способы нанесения термопластов (FDM), а также лазерное спекание (SLS).

Способ послойного наплавления термопласта

Стоит отметить, что это, скорее всего, самая известная техника трехмерного производства. Популярности FDM-аппаратов содействует одновременно несколько факторов.

Прежде всего, в процессе работы устройств применяются сравнительно дешевые пластики. Кроме того, немаловажное значение имеет простая техника использования, что представляет особую важность.

Обычно технологии 3D-принтеров такого типа предполагает работу с термопластиками, в число которых входит полилактид.

К преимуществам материала относится экологичность, поскольку получают этот пластик из сахарного тростника и кукурузы. Основным элементом в данном принтере считается экструдер, выполняющий задачу печатной головки. Хотя, в этой части не все настолько однозначно, так как компонент является комплексом отдельных элементов.

При рассмотрении термина «экструдер» в обычном понимании, к нему относится исключительно часть головки в виде подающего механизма. В любом случае печатающая основа обеспечивает подачу пластика для 3D-принтера при помощи нанесения расплавленной нити. Движение механической части происходит за счет электромотора.

В результате механизм направляет нить в нагреваемую трубу сопла, формирующую конечный объект.

Стереолитографические установки

Что касается технологии лазерной стереолитографии, она на сегодняшний день пользуется популярностью в протезировании зубов. Это является вторым известным типом принтеров, предназначенным для 3D-печати. особенность стереолитографических устройств состоит в получении объектов высокого качества.

Этих результатов можно достичь благодаря разрешению аппаратов, исчисляемому единичными микронами. Таким образом, логичным является то, что работа 3D-принтера на базе лазерной стереолитографии оценивается высоко как стоматологами, так и ювелирами.

Программная часть оборудования, как правило, напоминает FDM-аналоги, однако существует множество особенностей технологии.

Учитывая тот факт, что принцип печати называется лазерной стереолитографией, зачастую функция подобного оборудования основывается на светодиодных ультрафиолетовых проекторах. Стоит отметить, что проекторные модели показывают более высокую надежность, чем лазерные, да и обходятся дешевле.

Они не требуют деликатных зеркал, которые обеспечивают отклонение лучей. Нужно заметить, что это существенно упрощает конструкцию. При этом печать на 3D-принтере с проекторами выделяется высокой производительностью. Такое преимущество достижимо за счет того, что выполняется не последовательное, а полное засвечивание контура слоя.


Лазерное спекание

Существует еще один способ использования лазерного метода. В данном случае в ход идет легкоплавный пластик. Мощный лазер способен прорисовывать сечение объекта по пластиковой основе. В результате происходит плавление и спекание материала.

Это наблюдается с каждым слоем вплоть до получения окончательной модели, подготовленной программой для 3D-принтера в виде заготовки. Пластиковый порошок, который остается, стряхивается с полученного предмета по окончании рабочего процесса.

Большим недостатком этих аппаратов выступает разработка объектов с пористой поверхностью. Однако если посмотреть с другой стороны, это не воздействует на прочность изделий. Мало того, вышедшие из данных принтеров модели считаются самыми долговечными.

Что касается самой установки, она имеет сложную конструкцию высокую цену. Стоит отметить, что процесс производства отнимает много времени, если сравнивать с 3D-принтерами других разновидностей.

По заверениям пользователей, скорость формирования модели достигает нескольких сантиметров в час.

Расходные материалы

Главным материалом в создании моделей с помощью трехмерной печати выступает термопластик. Помимо уже описанных разновидностей, нужно указать на пластик, используемый для 3D-принтера в форматах ABS и PLA. Кроме того, применяются:

• нейлон; • поликарбонат;

• полиэтилен и прочие виды, которые также используются в промышленности.

Стоит отметить, что некоторые установки разрешают смешивание материалов, использование вспомогательных веществ, которые улучшают качественные характеристики создаваемого изделия.

Допустим, для этого применяется поливиниловый спирт, являющийся, по сути, такой же разновидностью пластика PVA. Если растворить его в воде, можно изготавливать сложные геометрические фигуры.

Самым экзотическим материалом при использовании в аналогичных задачах считается металл.

При получении такого изделия тоже используются 3D-модели, предназначенные для печати на 3D-принтере. Что касается отличий технологий, они заключаются в функциях печатающей головки.

Она позволяет наносить связующую клейкую массу в места, на которые указывает компьютерная программа. Затем на всю рабочую область при помощи головки наносится тонкий слой металлической пудры.

Другими словами, металл не расплавляется, как в случае с пластиками, но накладывается, а также склеивается послойно в форме мельчайших частичек.

Управление работой принтера

Сначала необходимо указать на операции, которые способны контролироваться пользователем с использованием компьютера.

Таким образом, регулируется температура сопла, а также рабочей площадки, настраиваются темпы подачи материала и функционирования электромотора, обеспечивающего позиционирование печатающей головки.

Данные действия способны управляться электронными контроллерами. Обычно современные модификации подобного оборудования основываются на системе Arduino, имеющей открытую архитектуру.

В отношении программного языка, в принтерах применяется G-код, который построен на командах управления устройствами для печати.

При этом существует возможность рассмотреть программы-слайсеры, обеспечивающие перевод 3D-модели, предназначенной для печати на 3D-принтере, в код, понятный контроллерам.

Нужно сразу заметить, что программное обеспечение связано напрямую с разработкой графических моделей.

Программное обеспечение

В число главных задач слайсеров входит указание параметров, которые будут способствовать осуществлению печати. Выбор определенной программы устанавливается типом принтера. К примеру, устройства RepRap предусматривают применение слайсеров, которые выполнены с открытым кодом. К ни относятся Replicator G и Skeinforge.

Правда, много производителей, рекомендующих воспользоваться исключительно фирменным программным обеспечением от известных компаний. Это относится и к аппаратам Cube от компании 3D Systems. Моделированием изделий занимается специальная программа, предназначенная для 3D-принтера, подходящая для трехмерного проектирования.

Как правило, для таких целей применяются CAD-редакторы, которые нуждаются в определенном опыте работы с дизайном 3D.

Какие изделия можно получить?

Возможности трехмерных принтеров регулярно расширяются, что дает возможность создавать продукты для различных сегментов рынка. Что касается строительства и архитектуры, в данном случае существует возможность изготовить макеты, для которых и производилась разработка концепции аддитивного производства.

3D-принтер также находит широкое применение в машиностроении. Изделия при этом способны выступать в качестве потребительской продукцией, а также отдельными компонентами для концептов. Выше уже было сказано о том, что высокая точность производства деталей высоко оценивается работниками медицины.

Кроме протезирования, 3D-принтер применяется при изготовлении макетов и образцов органов.

Отклики о 3D-принтерах

Учитывая активную популяризацию этого метода печати, массовый потребитель еще до сих пор скептически смотрит в подобном направлении.

В некотором смысле это связано с высокой ценой устройств, однако в большинстве случаев даже искушенные пользователи новых гаджетов не могут найти по-настоящему важные задачи, способные решать в домашних условиях 3D-принтеры.

Отклики владельцев указывают на легкость, с которой существует возможность решать простые проблемы в быту.

Например, можно оперативно изготовить недостающую деталь, предназначенную для установки мебельного гарнитура. Также предлагается украсить дизайн, произвести игрушку для ребенка или оригинальную подставку для телефона. Как свидетельствуют отзывы потребителей, работа с устройством хоть и нуждается в затратах на расходные материалы, но в будущем они компенсируются.

Устройства, предназначенные для трехмерной печати, являются диковинкой и нуждаются в отдельном рассмотрении для понимания различий внутри сегмента. Но даже понимание общих принципов того, как функционирует 3D-принтер, дает возможность рассуждать о большом потребительском потенциале подобного оборудования.

Источник: http://computerologia.ru/11719-2/

QTeck.ru
Добавить комментарий