3D принтиране | начин за създаване на триизмерни (3D) твърди обекти

История

1974 г. Дейвид Е. Х. Джоунс пише за първи път за идеята за 3D принтиране в списание New Scientist

1984 г. Ален Льо Мехо и други подават патент за стереолитография (3D принтер, базиран на лазер).

1989 г.: С. Скот Крамп разработва FDM. Това е технологията, използвана от повечето 3D принтери днес.

1992 г. Първата FDM машина е продадена през 1992 г. от компанията на С. Скот Крамп, Stratasys.

2005 г. RepRap става първият проект за принтер с отворен код

2008 г. Shapeways става първата услуга, която отпечатва 3D обект и го изпраща на клиентите.

2017 В Русия е построена първата 3D принтирана къща, в която могат да живеят хора

 

Как работят

Моделиране

Първата стъпка в 3D принтирането е да го направите на компютър. Хората правят това с помощта на CAD (Computer Aided Design) софтуер или 3D скенер. За да проектират модели^{[ permanent dead link]} в CAD, хората започват с основни форми и ги развиват от тази точка. 3D скенерите са машини, които правят много измервания на обекта и автоматично създават модел на компютъра. Те могат да бъдат много бързи, но са и по-скъпи.

CAD моделите обикновено се записват на компютрите като STL файлове. Те се записват като множество триъгълници, което спестява място на компютъра.

Отпечатване

3D принтерите работят по много различни начини. Съществуват и много различни материали, които могат да се използват. Всеки метод и материал има своите предимства и недостатъци.

Основните неща, за които трябва да помислите при избора на машина, обикновено са скоростта, разходите и цветът. Принтерите, които работят директно с метали, обикновено са скъпи. По-евтините принтери обаче могат да се използват за изработване на матрица, която след това се използва за изработване на метални части.

Обикновено слоевете са с дебелина около 100 μm или около една десета от дебелината на човешки косъм. Отпечатъците могат да отнемат от по-малко от час до много дни, в зависимост от това колко сложни и големи са те.

Довършителни работи

След като машината е приключила с печатането, понякога хората довършват модела. Това означава да се направят малки поправки, за да изглежда по-добре. Довършителните работи включват премахване на материала, който принтерът е поставил, за да поддържа модела. Това понякога може да отнеме много време. Има начини да се направи по-бързо, но често е най-лесно пластмасата да се отстрани на ръка.

 
Компютърен модел на обект преди отпечатване  


Готов 3D печат на оръдие  

Използва

НАПРАВИ СИ САМ

Много хора се опитват да разработят евтини 3D принтери, които да се използват у дома. Библиотеките също започнаха да купуват по-малки 3D принтери, за да могат хората да се запознаят с тях, без да се налага да си купуват такъв. Много работа е свършена от общностите "Направи си сам", както и от училищата и хакерските общности. Към 2017 г. все повече хора започват да използват 3D принтирането в собствения си дом за малки предмети като зъбни колела и малки декорации.

Медицински

3D принтирането се използва за евтина изработка на медицински консумативи. Хората смятат, че двете най-големи употреби ще бъдат изработването на слухови апарати и изкуствени зъби.

През март 2014 г. хирурзите в Суонзи използват 3D принтирани части, за да възстановят лицето на мотоциклетист, който е тежко ранен при пътнотранспортно произшествие.

Производство

През 2014 г. шведска компания създаде суперавтомобил, в който са използвани много 3D принтирани компоненти. Urbee е първият автомобил в света, чиито каросерия и прозорци са отпечатани на 3D принтер.

През 2015 г. изтребител Eurofighter Typhoon на Кралските военновъздушни сили полетя с 3D отпечатани части. Военновъздушните сили на САЩ започнаха да работят с 3D принтери, а израелските военновъздушни сили също закупиха 3D принтер за отпечатване на резервни части.

Храна

Храната може да се принтира 3D. Могат да се принтират много различни храни, като шоколад и бонбони, както и плоски храни като крекери, макаронени изделия и пица. НАСА отпечатва храни, за да се създават по-малко отпадъци и да се приготвя храна, която има всички необходими хранителни вещества за астронавтите. През 2018 г. Джузепе Сьонти принтира храна, която е подобна на месо.

Оръжия

През 2012 г. Defense Distributed качва в интернет файлове за 3D принтиран пистолет, "който може да бъде изтеглен и възпроизведен от всеки, който разполага с 3D принтер". След като Defense Distributed публикува плановете си, хората се притесняват, че те могат да предизвикат проблеми с контрола върху оръжията Година по-късно, през май 2013 г., Държавният департамент на САЩ поиска от Defense Distributed да свали плановете, което те направиха.

Образование

3D принтирането увеличи иновациите и решаването на проблеми в класните стаи. Студентите по дизайн могат да го използват за отпечатване на прототипи по предмети като инженерно 3D принтиране; демонстрации на това вече са внедрени в някои институции по света.

Исторически

През последните няколко години 3D принтирането се използва, за да се гарантира, че важни неща от историята са в безопасност. Много музеи са закупили 3D принтери и изработват части, с които да поправят своите реликви. Музеят на изкуствата "Метрополитън" и Британският музей започнаха да използват своите 3D принтери, за да правят реплики, които да продават в магазина за сувенири. Националният военноисторически музей и Историческият музей във Варна продават онлайн цифрови версии на своите предмети, които всеки може да отпечата на 3D принтер у дома.

 
3D принтиран египетски фараон за продажба в Threeding  


3D принтирано кубче захар  


3D принтиран двигател  


3D принтиран гръбначен диск  

Шум при 3D принтиране

3D принтерите произвеждат шум, тъй като работата им е свързана с много вибрации. Университетът в Мичиган показа колко звук може да произведе 3d принтерът. Изследванията им показват, че звуци над 85 DB са вредни за човека. Въпреки това добрите 3D принтери с безшумна дънна платка могат да ограничат шума до 55 DB. Все още има много производители, които дори не могат да определят най-добрия начин за намаляване на шума на 3D принтера. Но има някои техники, които могат да ви помогнат да идентифицирате тихите 3d принтери и да се подготвите да намалите шума на значително ниво.

Има много неща, които трябва да се вземат под внимание, като например размера на вентилатора и неговото въртене, стъпковия двигател и производителността на стъпковите драйвери и т.н. Шумът обаче може да се дължи и на запушен с прах екструдер или на липса на поддръжка.

Неотдавнашно проучване на Бостънския университет показа, че един прост трик може значително да намали звука при 3D принтиране. Засега това е последният напредък в тази област.