3D štampa je proizvodni proces koji stvara trodimenzionalni, fizički objekat iz digitalne datoteke. Ovaj proces se naziva aditivna proizvodnja, što znači da se materijal dodaje, a ne uklanja.
Sa 3D štampanjem, kreirate 3D digitalni dizajn u programu za modeliranje, poznatom kao CAD softver, a zatim koristite 3D štampač za proizvodnju slojeva materijala za formiranje gotovog objekta. Preduzeća, istraživači, medicinski profesionalci, hobisti i drugi koriste 3D štampanje za niz aplikacija.
Evo pogledajte kako je nastalo 3D štampanje, kako funkcioniše, za šta se koristi i šta budućnost donosi za ovu tehnologiju.
3D štampanje može biti dio vašeg omiljenog filma. Rekviziti u filmovima kao što su Crni panter, Iron Man, Osvetnici i Ratovi zvijezda koriste 3D štampanje, omogućavajući scenografima da lako i jeftino kreiraju i rekreiraju rekvizite.
Istorija (i budućnost) 3D štampanja
Početkom 1980-ih, pojavila se tehnologija 3D štampanja, ali je bila poznata kao tehnologija brze izrade prototipa ili RP. Godine 1980. dr. Kodama iz Japana podnio je patentnu prijavu za RP tehnologiju, ali proces nije završen.
Godine 1984. Charles "Chuck" Hull izumio je proces koji je nazvao stereolitografija, koji je koristio UV svjetlo za učvršćivanje materijala i kreiranje 3D objekta sloj po sloj. Godine 1986, Hull je izdao patent za svoj stereolitografski aparat, ili SLA mašinu.
Chuck Hull je formirao 3D Systems Corporation, jednu od najvećih 3D tehnoloških kompanija na svijetu.
Ostali procesi i tehnologije 3D štampanja razvijali su se otprilike u isto vrijeme, a dalja poboljšanja su nastavljena tokom 1990-ih i ranih 2000-ih. Ipak, primarni fokus tehnologije 3D štampanja bio je prototip i industrijske primjene.
Tehnologija 3D štampanja počela je da se primećuje od strane mejnstrim medija 2000. godine kada je stvoren prvi 3D štampan bubreg, iako se uspešna transplantacija 3D bubrega dogodila tek 2013. Godine 2004. projekat RepRap je imao 3D štampač štampa drugi 3D štampač. Više medijske pažnje privuklo je 2008. prvi 3D štampani protetski ud.
Ubrzo su uslijedili drugi 3D napredak, uključujući 3D štampanu kuću u koju se porodica uselila 2018.
Danas, 3D štampanje nije samo prototipovi i industrijska proizvodnja. Hobisti, naučnici i svi između njih koriste 3D štampanje za proizvodnju proizvoda, robe široke potrošnje, medicinski napredak, obrazovne materijale i još mnogo toga. Brzo postaje korisniji za svakodnevnog potrošača.
Oscar Adelman, izvršni direktor Remi, kaže da je proces, na primjer, sve popularniji u dentalnoj industriji. Preciznost 3D štampanja je nevjerovatno impresivna i može pomoći klijentima stomatologije da uštede čak 80 posto na proizvodima u usporedbi s tradicionalnim cijenama stomatoloških ordinacija.
"Kako tehnologija štampanja postaje brža, jeftinija i uobičajenija, vidjet ćemo da se industrije poput stomatološkog sektora više oslanjaju na tehnologiju za svakodnevne procedure," kaže on.
4D štampanje takođe je na putu, sa štampanim objektima koji mogu da menjaju oblik tokom vremena.
Kako rade 3D štampači
Postoji nekoliko tipova tehnologija 3D štampanja, uključujući modeliranje fuzionisanog taloženja (FDM), poznato i kao Fabrikacija fuzionih filamenata (FFF). FDM je najčešći i najpopularniji metod i koristi se u najpristupačnijim 3D štampačima.
FDM metoda štampanja koristi filament od plastičnog materijala, pomalo poput kanapa. Filament se iz rolne dovodi u zagrijanu glavu, koja topi plastiku. Glava ekstrudira rastopljenu plastiku na ležište mašine. Glava se pomera preko kreveta, u 2D, odlažući prvi sloj materijala.
Kada je prvi sloj završen, glava se pomera prema gore za debljinu prvog sloja i nanosi sledeći sloj na vrh. Dio se gradi sloj po sloj, kao da se peče vekna hleba parče po krišku.
Popularni FDM 3D štampači uključuju MakerBot i Ultimaker.
Primjer kako se koristi 3D štampač
Evo pogledajte kako jednostavno 3D štampanje može raditi na FDM štampaču.
-
Preuzmite 3D model koji želite da odštampate ili ga sami dizajnirajte.
Pronađi modele za preuzimanje na Thingiverse ili GrabCAD-u. Da sami dizajnirate model, isprobajte SketchUp ili Blender. Za inženjerske dijelove isprobajte CAD softver kao što je SolidWorks.
- Ako već nije, konvertujte model u format 3D štampanja, kao što je STL fajl.
-
Uvezite model u softver za rezanje, kao što je MakerWare, Cura ili Simplify 3D.
MakerWare radi sa MakerBot 3D štampačima. Cura i Simplify 3D proizvode G-kod, koji radi sa većinom 3D štampača.
-
Konfigurišite gradnju u softveru za rezanje. Odlučite kako orijentirati model na 3D štampaču. Za FDM, minimizirajte prepuste strmije od 45 stepeni jer su za njih potrebne potporne strukture.
Kada odlučujete o orijentaciji, razmislite kako će se model učitati kako se slojevi ne bi lako odvajali.
Image Da biste uštedjeli vrijeme i materijale, modeli općenito nisu čvrsti. Odredite postotak ispune (obično 10 do 35 posto), broj perimetarskih slojeva (obično 1 ili 2) i broj donjih i gornjih slojeva (obično 2 do 4). Postoje i druge stvari koje treba uzeti u obzir prilikom pripreme modela za 3D štampanje.
- Izvezite program, koji je tipično datoteka G-koda. Softver za rezanje konvertuje model i konfiguraciju izrade koju ste naveli u skup uputstava. 3D štampač slijedi ovo kako bi napravio dio.
- Prenesite program na 3D štampač koristeći SD karticu, USB ili Wi-Fi.
-
Odštampajte model na 3D štampaču.
Image - Kada 3D štampač završi izgradnju modela, uklonite ga i eventualno očistite. Odlomite sve potporne strukture i obrišite sve preostale grudvice finim brusnim papirom.
Druge vrste mašina za 3D štampanje
Osim FDM štampača, metode 3D štampanja takođe uključuju stereolitografiju (SLA), digitalnu obradu svetla (DLP), selektivno lasersko sinterovanje (SLS), selektivno lasersko topljenje (SLM), proizvodnju laminiranih objekata (LOM) i digitalno Topljenje greda (EBM).
SLA je najstarija tehnologija 3D štampanja i još uvijek je u upotrebi. DLP koristi rasvjetu kao i polimere, dok SLS koristi laser kao napajanje za stvaranje jakih 3D štampanih objekata. SLM, LOM i EBM su uglavnom pali u nemilost.
Budućnost 3D štampanja
Hoće li 3D štampanje dovesti do budućnosti prilagođenih proizvoda na zahtjev koji se trenutno prave prema našim preciznim specifikacijama? Iako ovo ostaje nejasno, tehnologija 3D štampanja brzo raste i koristi se u mnogim područjima.
3D štampanje kuća, tjelesnih organa kao što su bubrezi i udovi, i drugi napredak imaju potencijal da poboljšaju živote neispričanih ljudi širom svijeta.
