Co to jest druk 3D?

Opublikowany: 2021-07-29

Druk 3D to proces addytywny, w którym trójwymiarowe obiekty powstają z plików cyfrowych. Polega na układaniu szeregu warstw materiału, aż do powstania obiektu. Ten innowacyjny proces produkcyjny wykorzystuje materiały takie jak plastik, ceramika, metal lub inny materiał do tworzenia skomplikowanych kształtów.

Względna łatwość, z jaką możemy teraz wyprodukować dosłownie każdy trójwymiarowy obiekt poprzez ciągłe generowanie cienkich warstw, aby wyprodukować produkt końcowy, jest niesamowita.



Wybór odpowiedniej technologii druku 3D dla Twojej firmy

Pomimo licznych zalet druku 3D, każdy proces ma swoje zalety i ograniczenia w zależności od konkretnego zastosowania.

Decydując się na konkretną aplikację do drukowania 3D, będziesz musiał wziąć pod uwagę wiele problemów. Obejmuje to budżet, cenę części i surowców oraz proces produkcyjny do produktu końcowego.

Na poziomie produkcji należy wziąć pod uwagę modelowanie topionego osadzania (FDM), stereolitografię (SLA), selektywne spiekanie laserowe (SLS) lub osadzanie metalu.

Każdy proces produkcyjny działa z różnymi materiałami, co w rezultacie daje różne wyniki.

Ponadto należy dokładnie ocenić kwestie, takie jak wymagany materiał, pożądane właściwości produktu końcowego pod względem dokładności, wielkości konstrukcji i zastosowania.

Jakie są zalety druku 3D?

Łatwiejsza personalizacja

Druk 3D może być dużym atutem dla Twojej firmy, ponieważ pozwala na szybkie prototypowanie i produkcję. Druk 3D umożliwia projektowanie i drukowanie bardziej złożonych projektów w porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi. Pomaga to wyeliminować złożoność związaną z dostosowywaniem bez ponoszenia dodatkowych kosztów.

Dzięki drukarce 3D wytworzenie złożonego kształtu w prostym procesie zajmuje mniej czasu, energii i materiału. Ponieważ druk 3D nie wymaga początkowego kosztu formy i specjalnego oprzyrządowania, które jest częścią tradycyjnych technik produkcyjnych, jest wysoce wydajny i można go dostosować.

Aby stworzyć inny produkt, wystarczy zaktualizować plik 3D. Ponieważ cena produkcji jest taka sama dla jednej lub dowolnej liczby części drukowanych w 3D, staje się to wydajnym sposobem na wyprodukowanie nieograniczonej ilości identycznych części.

Bardziej przyjazny dla środowiska

Produkcja drukowana w 3D znacznie zmniejsza straty energii i ma stosunkowo mniejszy ślad węglowy w porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi. Zasadniczo drukowanie 3D polega na wytwarzaniu niedrogich produktów w wydajny i skuteczny sposób, z celem prawie zerowym.

Ponieważ nacisk kładziony jest na wysoką jakość, wydajność i produkcję niskonakładową, technologia 3D jest tak przyjazna dla środowiska, jak to tylko możliwe.

Szybszy rozwój produktu

Dzięki technologii druku 3D nawet małe firmy mogą szybciej projektować, prototypować i opracowywać produkty. Względne korzyści w zakresie kosztów i czasu związane z tworzeniem prototypów tej technologii mogą zająć nawet kilka godzin w porównaniu z tygodniami przy użyciu tradycyjnych procesów z drogimi formami lub narzędziami.

Lepsze tworzenie projektów dzięki drukowaniu 3D

Dzięki drukowaniu 3D możesz eksperymentować z projektowaniem, dopóki nie będziesz zadowolony. Modele do druku 3D można tworzyć za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). W ten sposób stworzone modele wydrukowane w 3D wychodzą z mniejszą liczbą błędów niż inne metody. Błędy w modelach do druku 3D można również łatwo zidentyfikować i skorygować przed drukowaniem w porównaniu z tradycyjnymi ręcznymi procesami modelowania. Możesz również zdecydować się na skorzystanie z procesu skanowania 3D, aby zebrać cyfrowe dane o kształcie i wyglądzie rzeczywistego obiektu i przejść od razu do drukowania go w 3D.

Bardziej korzystny przepływ pracy

Prosty fakt, że druk 3D jest skalowalny i przystępny cenowo, daje firmom możliwość wprowadzenia go do swoich procesów produkcyjnych. Cyfrowy przepływ pracy zakończony drukiem 3D daje w efekcie dokładniejszy produkt. W ten sposób redukując błędy i niedokładności, które mogą prowadzić do marnotrawstwa i straty czasu, aby zwiększyć produktywność w przepływie pracy.

Lepsze zarządzanie łańcuchem dostaw

Druk 3D to energooszczędna i opłacalna metoda produkcji. Zapewnia minimalną ilość odpadów, pozwala na produkcję na żądanie, zapobiegając w ten sposób nadprodukcji i nadmiernym zapasom. Łatwy dostęp do technologii pomoże firmom przenosić produkcję dosłownie w dowolne miejsce lub dostarczać produkty do klientów z krótszym czasem realizacji. Ponieważ proces jest beznarzędziowy, producenci uzyskują elastyczność w dostosowywaniu oferty do specyficznych wymagań klientów bez inwestowania w dodatkowe komponenty lub narzędzia.

Wspólne materiały do ​​drukowania 3D

Podczas tworzenia produktów za pomocą druku 3D do wyboru jest wiele materiałów do drukowania 3D. Przed wybraniem materiału, którego zamierzasz użyć, przejrzyj naszą listę.

Używanie tworzyw sztucznych do drukowania 3D

Modele 3D wykonane z tworzyw sztucznych są często wykorzystywane do tworzenia prototypów, zabawek i urządzeń gospodarstwa domowego. Są popularne ze względu na swoją jędrność, elastyczność, gładkość i szeroką gamę opcji kolorystycznych. Ponadto są stosunkowo niedrogie. Dostępnych jest kilka opcji materiałów z tworzyw sztucznych do drukowania 3D, z których każdy oferuje unikalne właściwości, które sprawiają, że najlepiej nadaje się do określonych zastosowań.

ABS

Akrylonitryl-butadien-styren (ABS) jest powszechnie stosowanym polimerem w procesie drukowania 3D. Zapewnia dobrą odporność na uderzenia w niskich temperaturach, umożliwiając tworzenie lekkich części. Zwykle jest drukowany przy temperaturze dyszy około 210-250°C (410-482°F) i jest używany głównie do produkcji urządzeń, kadłubów łodzi, elementów dekoracyjnych, zabawek i innych. Jest dość wszechstronny i można go szlifować, a mieszając ABS z acetonem, można go łatwo skleić lub wygładzić do wykończenia przypominającego szkło.

PLA

Kwas polimlekowy lub Polylactideis (PLA) to biodegradowalne tworzywo sztuczne zwykle wytwarzane z kukurydzy, trzciny cukrowej lub ziemniaków. Jest ekstrahowany w niższej temperaturze przy temperaturze dyszy około 180°-230°C (356°-446°F). I nie wymaga podgrzewanego łóżka, więc możesz zamiast niego użyć taśmy malarskiej. Jest łatwy w druku, bardzo tani, biodegradowalny i można przetwarzać części, które można wykorzystać do wielu różnych zastosowań. Jego pozytywne cechy to niskie wypaczenie, które ułatwia drukowanie i może być drukowane na zimnej powierzchni. Chociaż lubi wytrzymałość w porównaniu z innymi materiałami, może odkształcać się pod wpływem ekstremalnej ekspozycji na ciepło.


Nylon

Nylon jest uważany za wytrzymały i półelastyczny materiał, który zapewnia wysoką odporność na uderzenia i ścieranie. Przydaje się to do drukowania trwałych części, tekstyliów i akcesoriów. Jest to idealna opcja dla skomplikowanych lub delikatnych geometrii. Jest niedrogi i jest jednym z najtrwalszych materiałów z tworzyw sztucznych z minimalnym wypaczeniem i łatwym do barwienia lub kolorowania. Jest jednak podatny na działanie wody i musi być suchy. Może również kurczyć się podczas chłodzenia, przez co wydruki są mniej precyzyjne. Włókna nylonowe zazwyczaj wymagają temperatury wytłaczarki w zakresie 220-250 C (428°-482°F).

Żywica

Jest to również kolejny popularny materiał do drukowania 3D, który wykorzystuje żywicę z tworzywa sztucznego jako surowiec. Charakteryzuje się niskim skurczem i wysoką odpornością chemiczną. Oferuje również szybszy proces drukowania w porównaniu do drukowania z użyciem filamentu. I może być używany do tworzenia figurek, figur szachowych, pierścionków, akcesoriów i osprzętu. Modele 3D są drukowane przy użyciu żywicy w temperaturach od 200-300°C (392°-572°F). Żywica jest po drogiej stronie

Inne tworzywa sztuczne powszechnie używane do drukowania 3D

  • TPU lub poliuretan termoplastyczny to elastyczny, odporny na ścieranie termoplast. Może pomóc w tworzeniu obiektów drukowanych 3D, które są trwałe i wytrzymują temperatury otoczenia do 80 stopni Celsjusza (176°F). Świetnie nadaje się do robienia etui na telefony, gumowych mat i zabawek antystresowych.
  • PETG lub poliester glikolowany jest stosunkowo mocniejszym materiałem niż ABS, który jest bezpieczny dla żywności. Ale ma małe wady skurczowe. Może jednak przyklejać się do powierzchni druku i służyć do produkcji pojemników do przechowywania żywności, opakowań i urządzeń protetycznych.
  • ASA ma silne właściwości odporności na promieniowanie ultrafioletowe i chemiczne. Jest łatwy w obróbce końcowej, ale wymaga wysokich temperatur drukowania. Jest często używany do produkcji osłon na zderzaki, sprzętu ogrodowego i osprzętu.
  • PEI (ULTEM) lub (Polyetherimide) to dobry wybór do budowy powierzchni dla dowolnej drukarki 3D. Powierzchnia w kolorze bursztynowym jest odporna na agresję chemiczną i nie ulega degradacji pod wpływem warunków zewnętrznych. Dzięki temu idealnie nadaje się do wykonywania systemów wentylacyjnych, zatrzasków i kanałów kablowych.

Wykorzystanie metali do drukowania 3D

Druk 3D metalu, znany również jako Direct Metal Laser Sintering (DMLS), wykorzystuje wiązkę lasera do stopienia 20-60 mikronowych warstw proszku metalowego w celu wytworzenia trwałych części z proszków metali. Pomagają głównie w tworzeniu komponentów narzędzi i gotowych części dla przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego. Dzięki tym metalom możesz produkować komponenty, które mają niższą wagę i koszty.

Aluminium

Być może najczęściej używanym materiałem w metalowym druku 3D jest aluminium używane głównie w postaci stopu. Jest przydatny, ponieważ oferuje właściwości o dobrej odporności i wytrzymuje wysokie napięcia, a jednocześnie jest lekki. Stosowany jest głównie wtedy, gdy konieczne jest utrzymanie niskiej wagi, na przykład w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Dzięki niemu możesz tworzyć bardzo szczegółowe projekty, aby tworzyć złożone geometrie. Temperatura topnienia aluminium wynosi 670°C (1238°F), co czyni go idealnym materiałem do prototypowania. Poza stosunkowo wysokimi kosztami, zwykle wymaga kilku kompilacji, aby dopracować projekt części do masowej produkcji za pomocą drukowania 3D z metalu.

Stal nierdzewna

Stal nierdzewna to kolejny metalowy materiał do drukowania 3D o wysokiej temperaturze topnienia 1400°C (2552°F). Dzięki temu idealnie nadaje się do wymagających projektów o różnych metodach wytwarzania, jak również do prototypowania. Oferuje również zastosowania w branży medycznej, takie jak produkcja spersonalizowanej ortopedii. Odporność na ciepło, brak korozji i odporność na ścieranie sprawiają, że produkcja części jest popularna w przemyśle lotniczym i samochodowym. Jednak drukowanie jest czasochłonne, w niektórych przypadkach na poziomie mikroskopowym, drukowane stale nierdzewne są zwykle bardzo porowate, co czyni je słabymi i podatnymi na pękanie.

Inne popularne materiały do ​​drukowania 3D

  • Ceramika: Ceramika ma właściwości, które mogą wytrzymać ekstremalne ciśnienie i temperaturę bez wypaczania lub pękania. Jest mniej podatny na korozję i nie zużywa się łatwo, dzięki czemu ma przewagę nad metalami i tworzywami sztucznymi. Są popularne przy pracach wymagających dużej precyzji i zapewniają gładkie, błyszczące wykończenie. Są również bardzo odporne na ciepło, kwasy i ługi. Minusem jest to, że wymagają bardzo wysokich temperatur do stopienia, są kruche i nie są szczególnie dobrym wyborem do produkcji częściowej.
  • Papier: Papier może być używany jako materiał do drukowania 3D i można go zadrukować, aby wyglądał jak drewno. Jednak wydrukom 3D na papierze brakuje trwałości i szczegółów, które można znaleźć w przypadku innych materiałów. Podczas wysychania może się kurczyć, co sprawia, że ​​uzyskanie dokładnych wymiarów jest problemem.
  • Żywność: Żywność jest również wykorzystywana jako materiał w druku 3D. Możesz zrobić dużą liczbę artykułów spożywczych, w tym przeciery, galaretki, sery. Ta technologia jest również wykorzystywana przez NASA i może również pomóc w ograniczeniu marnotrawstwa żywności.

Przegląd drukowania 3D

Drukowanie 3D, zwane również wytwarzaniem addytywnym (AM), może pomóc w stworzeniu projektu obiektu za pomocą oprogramowania, a następnie drukarka 3D tworzy obiekt, dodając warstwa po warstwie materiału, aż uformuje się kształt obiektu. Finalny przedmiot może być wykonany przy użyciu dowolnej liczby materiałów drukarskich, które mogą obejmować tworzywa sztuczne, metale, proszki, włókna i papier.

Korzyści płynące z druku 3D obejmują krótkie serie produkcyjne; łatwe i szybkie prototypowanie; szybka personalizacja i adaptacja; umiejętność tworzenia skomplikowanych kształtów; Opłacalność; i zmniejszona ilość odpadów. Zrewolucjonizowała systemy produkcyjne dzięki temu, że drukuje części warstwami. Umożliwia to tworzenie złożonych obiektów, które posiadają wewnętrzne struktury lub podzespoły w jednym przebiegu, co wcześniej było trudne do wykonania przy użyciu tradycyjnych środków produkcji.

Kolejną innowacją w tym sposobie produkcji jest to, że materiał jest dodawany, a nie odejmowany. Tutaj surowce są dodawane w celu budowy obiektu, a nie usuwania lub złomowania materiału. Umożliwia to masową produkcję bez potrzeby indywidualnego oprzyrządowania lub ręcznego wytwarzania. To z kolei pomaga oszczędzać surowce i tworzy wydajny proces projektowania i produkcji.

Światowa branża druku 3D została wyceniona w 2020 roku na około 12,6 miliarda dolarów. Oczekuje się, że w latach 2020-2023 będzie rosła w tempie około 17%. Technologia druku 3D jest naprawdę innowacyjna i stała się wszechstronną technologią oferującą szeroki zakres zastosowań przyjętych przez wiele branż.

Drukarki 3D

Zasadniczo drukarki 3D są jak drukarka atramentowa, która tworzy solidny model 3D z różnych materiałów, zamiast tworzyć prosty papierowy dokument. Drukarki 3D to forma wytwarzania przyrostowego, która wykorzystuje materiały i precyzyjne narzędzia do tworzenia od podstaw trójwymiarowego obiektu. Dostępnych jest wiele różnych narzędzi oprogramowania drukarki 3D, od klasy przemysłowej po oprogramowanie typu open source. Dzięki drukarce 3D możesz zrobić prawie wszystko, od zabawek, części maszyn, biżuterii, a nawet ciast.

Zastępują tradycyjne fabryczne linie produkcyjne jedną maszyną. Dzięki plikowi do wydrukowania możesz użyć zwykłego komputera do podłączenia drukarki 3D i nacisnąć przycisk „drukuj”, aby natychmiast uzyskać wydruk 3D. Biurkowa drukarka 3D w Twojej firmie może oferować nieskończone możliwości. Chociaż prędkość drukowania może się różnić w zależności od modelu i konkretnego używanego materiału. Jednak pozostaje szybką opcją produkcji prototypów, części i tworzenia wszystkiego, czego potrzebujesz w bardzo krótkim czasie. Mogą również pomóc w wytwarzaniu wysokiej jakości części przemysłowych za ułamek kosztów tradycyjnej produkcji. Otrzymasz również możliwość wprowadzania innowacji i dodawania poprawek do swojego projektu, co pozwala na odpowiednie opracowywanie i zmianę materiałów. W rzeczywistości, oto dobry wybór najlepszych drukarek 3D dla małych firm na rynku.

Krótka historia druku 3D

Poważne rozważania dotyczące opłacalności drukowania 3D pojawiły się po raz pierwszy w latach 80. XX wieku, kiedy japoński wynalazca Hideo Kodama otrzymał patent na drukarkę 3D. Oparł go na modelu wytwarzania przyrostowego do tworzenia modeli i prototypów. Jednak pomysł wykorzystania technologii wytwarzania przyrostowego do wytwarzania modeli 3D był rozważany przez naukowców od lat 40. XX wieku. Wcześniej nazywany szybkim prototypowaniem, został zaprojektowany, aby umożliwić szybkie wytwarzanie fizycznych części, modeli lub zespołów przy użyciu 3D Computer-Aided Design (CAD). Dziś technologia przeniknęła dosłownie do wszystkich branż i nadal napędza innowacje.

Do czego służy druk 3D?

Druk 3D jest obecnie powszechny w wielu gałęziach przemysłu, od lotnictwa po edukację i modę po żywność. Oto niektóre z głównych sektorów, które zajęły się drukowaniem 3D.

Edukacja

Szkoły i uniwersytety włączają teraz metody drukowania 3D do swoich programów nauczania. Dzieje się tak, ponieważ proces ten pomaga uczniom tworzyć prototypy bez potrzeby stosowania drogich narzędzi i sprzętu. Dzięki niemu uczniowie mogą łatwo projektować i wytwarzać modele, znacznie eliminując lukę między pomysłami i obrazami na ekranie a fizycznym trójwymiarowym obiektem.

Studenci poznają różne aplikacje do drukowania 3D, poznając zasady projektowania, inżynierii i architektury. Mogą również powielać elementy, takie jak modele, skamieniałości, łatwo projektować modele konstrukcyjne, badać przekroje organów, tworzyć modele 3D cząsteczek i związków chemicznych i nie tylko.

Przemysł lotniczy

Dla przemysłu lotniczego druk 3D pomaga w dostarczaniu rozwiązań produkcyjnych i prototypowych Przemysł lotniczy wykorzystuje druk 3D do wytwarzania części paneli samolotów, części silników lotniczych, modeli 3D silników odrzutowych i produkcji złożonych komponentów w jednym kawałku. To z kolei pomaga uprościć montaż przy zachowaniu standardów jakości. Oszczędza również koszty dzięki optymalnemu wykorzystaniu materiałów i produkcji komponentów na żądanie, zmniejszając w ten sposób koszty przechowywania. Podobnie zmniejsza koszty narzędzi i odpady.

Automobilowy

Przemysł motoryzacyjny już od dłuższego czasu korzysta z druku 3D. Dzięki niemu firmy drukują części zamienne, narzędzia, osprzęt i eksperymentują z prototypami nowych modeli samochodów. Co do ostatniego punktu, drukowanie 3D znacznie ograniczyło badania i rozwój, a także etapy projektowania i produkcji w produkcji samochodów.

Architektoniczny

W architekturze i budownictwie druk 3D jest wykorzystywany do tworzenia szczegółowych modeli budynków. Pozwala to architektom na łatwe modyfikowanie struktur 3D i testowanie różnych potencjałów rynkowych dzięki szybszemu i tańszemu prototypowaniu. Pomaga im szybko tworzyć wyrafinowane modele budynków, mostów i innych konstrukcji architektonicznych w skali.

Medyczny

Dziedzina medyczna również skorzystała z druku 3D i pomaga wprowadzać innowacje w leczeniu, szkoleniach i badaniach. Dziś druk 3D jest wykorzystywany do tworzenia spersonalizowanych protez, protez, implantów, aparatów słuchowych i nie tylko. Chirurdzy wykorzystują dokładne repliki modeli wydrukowanych w 3D do wykonywania skomplikowanych operacji lub przeszczepów.

Istnieje optymizm, że dzięki biodrukowaniu 3D naukowcy mogą w niedalekiej przyszłości faktycznie drukować tkanki do ewentualnego wytwarzania części ciała przy użyciu DNA dawcy, aby zapobiec odrzuceniu narządów przez pacjentów po przeszczepie. Opracowano już aplikacje do inżynierii tkankowej drukowane w 3D w celu skutecznego testowania leków.

Biżuteria

Jeśli chodzi o tworzenie biżuterii, drukarki 3D pozwalają na eksperymentowanie z projektami niemożliwymi do wykonania tradycyjnymi metodami tworzenia biżuterii. Istnieją dwa sposoby wytwarzania biżuterii za pomocą drukarki 3D. Jednym możesz stworzyć obiekt prosto z projektu 3D lub użyć 3D do stworzenia formy do odlewania biżuterii. Technologia przydaje się również do prototypowania projektów.

Robotyka

Wiele firm zajmujących się robotyką już zaczęło wykorzystywać druk 3D w projektach swoich robotów, ponieważ technologia ta oferuje inteligentną produkcję dzięki elastyczności i dostosowaniu, jakie stwarza drukowanie 3D. Dzięki niemu możliwe jest szybkie prototypowanie, co umożliwia szybkie udoskonalanie projektów w oparciu o testy i próby. To świetna wiadomość, ponieważ pomaga w rozwoju robotyki dla inteligentnej produkcji wymagającej precyzji.

Sztuka

Artyści również czerpią korzyści z zalet druku 3D, włączając modele 3D do swojej pracy. Technologia pomogła uczynić rzeźbienie stosunkowo łatwym, po prostu używając szkiców lub fotografii do tworzenia niesamowitych rzeźb prosto z komputera. Są one wykorzystywane do stosunkowo łatwego tworzenia realistycznych dzieł artystycznych, takich jak rekwizyty, kostiumy i reprodukcje.

Przemysł produkcyjny

Główną zaletą druku 3D w produkcji jest to, że cały proces produkcyjny jest szybki i opłacalny. Producenci bardziej niż kiedykolwiek mogą szybko tworzyć prototypy, drukować na żądanie, dzięki czemu minimalizują straty produkcyjne przy użyciu łatwo dostępnej technologii. Ze względu na szybkość i niskie koszty drukowania 3D, producenci skracają cykle życia produktów, aby ulepszać i ulepszać produkty w krótszym czasie.

Czym jest proces drukowania 3D?

Mówiąc najprościej, drukowanie 3D obejmuje procesy addytywne, w których warstwy materiału są budowane jedna na drugiej, aby stworzyć obiekt 3D. Rodzaje druku 3D mogą się różnić w zależności od celu i użytego materiału. Ale procesy drukowania 3D obejmują te proste kroki:

  1. Możesz użyć swojego komputera do projektowania cyfrowego, użyć skanera 3D do skanowania obiektów 3D lub wybrać zdjęcie 3D do wydrukowania.
  2. Będziesz potrzebować projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), aby przekonwertować obraz na plik STL, aby drukarka 3D mogła wydrukować obiekt. Popularne oprogramowanie CAD to Morphi, BlocksCAD, TinkerCAD i inne.
  3. Będziesz musiał wybrać materiał, którego chcesz użyć do wydrukowania obiektu 3D w oparciu o swoje konkretne potrzeby. Może to być plastik, ceramika, metal lub inne materiały.
  4. I na koniec naciskasz „drukuj”, aby drukarka 3D mogła wydrukować twój obiekt

Jakie jest najlepsze oprogramowanie 3D?

Popularność druku 3D w wielu branżach doprowadziła do powstania wielu programów do projektowania 3D. Każda z nich ma swoje zastosowania w różnych projektach 3D i metodach drukowania. Oto wybór najlepszego dostępnego obecnie oprogramowania do drukowania 3D.

Onshape

Onshape jest dostarczany z oprogramowaniem CAD, przepływem pracy w druku 3D, współpracą, analizą, narzędziami administracyjnymi oraz interfejsem API z ponad 50 aplikacjami inżynierskimi. Pomaga zespołom projektowym szybciej współpracować i podejmować decyzje biznesowe dzięki analizie w czasie rzeczywistym i bezprecedensowemu wglądowi w procesy projektowe i produkcyjne firmy. To oprogramowanie CAD jest używane głównie do modelowania zaawansowanej robotyki, urządzeń biomedycznych, maszyn przemysłowych, sprzętu rolniczego i produktów konsumenckich. Jest dostępny w ogromnej cenie subskrypcji 1500 USD za użytkownika przez rok.

Nosorożec

Rhinoceros to potężne i wszechstronne oprogramowanie do modelowania do tworzenia projektów 3D. Możesz tworzyć, edytować, analizować, dokumentować, renderować i animować modele 3D ze względną łatwością. Wykorzystywany głównie przez projektantów architektury i projektantów wnętrz, pozwala na wizualizację przestrzeni przed budową. Możesz łatwo przekształcić odręczne szkice w wizualizacje 3D bez ograniczeń co do złożoności, stopnia lub rozmiaru poza sprzętem podczas korzystania z Rhinoceros. Jest dostępny w ramach licencjonowania za 915 USD za licencję.

Fusion360

Fusion 360 może być dla każdego, kto produkuje zaawansowane części 3D i potrzebuje równie zaawansowanego oprogramowania do ich modelowania. Jest reklamowany jako jeden z najlepszych pakietów oprogramowania CAD, ale jest silnie powiązany z drukowaniem 3D. Fusion 360 jest wyposażony w opartą na chmurze platformę do modelowania 3D, CAD, CAM, CAE i PCB do projektowania i wytwarzania produktów. Oferuje szeroki wybór aplikacji do projektowania i konstruowania produktów odpowiednich do projektowania, inżynierii, elektroniki i produkcji. Mądrzy użytkownicy mogą wybrać standardową opłatę licencyjną w wysokości 60 USD miesięcznie bez zobowiązań lub zapłacić 347 USD rocznie.

TinkerCAD

TinkerCAD firmy Autodesk to bezpłatne oprogramowanie do modelowania i kodowania 3D online, które zostało zaprojektowane z myślą o początkujących. Zawiera intuicyjną koncepcję budowania bloków, która pozwala użytkownikom tworzyć modele z zestawu podstawowych kształtów. TinkerCAD zawiera bibliotekę milionów plików, która pomaga użytkownikom znaleźć modele pasujące do ich konkretnego projektu. To proste oprogramowanie współpracuje z usługami drukowania innych firm i zawiera plany lekcji, które są gotowe do użycia online lub w klasie. Może być używany przez projektantów, hobbystów, nauczycieli lub dzieci do tworzenia zabawek, prototypów, wystroju domu, modeli Minecraft, biżuterii i nie tylko.

SolidWorks

Oprogramowanie CAD Solidworks oferuje zestaw narzędzi do edycji do produkcji, złożeń, symulacji i drukowania 3D. Kołysze się w kierunku przemysłowej strony druku 3D. Poprzez projektowanie parametryczne pomaga wyjaśnić związek między intencją projektową a reakcją projektową. Kluczową cechą jest to, że pozwala na atrybuty, które są ze sobą powiązane i może automatycznie zmienić ich cechę, gdy jeden atrybut zostanie zmieniony. Ten proces modelowania umożliwia użytkownikom tworzenie modeli 3D dla wysokowydajnych części i złożeń. Często używany przez profesjonalnych projektantów 3D, jest dostępny w trzech poziomach Standard, Professional i Premium.

Technologie druku 3D dla najlepszych projektów drukowanych 3D

Po utworzeniu projektu czas na wydruk! Do wyboru masz ogromną różnorodność metod produkcji 3D. Wybrana metoda będzie zależeć od materiału, na którym chcesz drukować i branży, dla której przeznaczony jest produkt. Oto niektóre z wiodących przykładów metod drukowania 3D i ich zastosowań.

Modelowanie topionego osadzania (FDM)

Uważany za jedną z najbardziej znanych form wytwarzania przyrostowego, działa poprzez wpychanie włókna z litego tworzywa sztucznego lub innych materiałów do gorącego końca, który następnie wytłacza cienki strumień stopionego materiału warstwami, aby zbudować pożądany element 3D. Tutaj ruch głowicy drukującej jest kontrolowany po jednej warstwie na raz, aby zdefiniować drukowany kształt.

Proces ten jest wykorzystywany do prototypowania i szybkiej produkcji w branżach takich jak motoryzacja, produkcja, medycyna i aeronautyka. Do drukowania 3D wykorzystuje głównie tworzywa sztuczne i polimery, takie jak ABS, poliwęglan (PC), kwas polimlekowy (PLA), politereftalan etylenu (PETG) i inne.

Stereolitografia (SLA)

Stereolitografia (SLA) lub druk z żywicy to forma drukowania 3D warstwa po warstwie przy użyciu ciekłej żywicy z tworzywa sztucznego, która jest utwardzana za pomocą światła, aby wywołać reakcję chemiczną, w wyniku której powstaje utwardzony plastik. Może służyć do tworzenia prototypów, modeli, komponentów i sprzętu komputerowego.

Proces ten pomaga w tworzeniu drobnych cech i gładkich wykończeń powierzchni. Jego zastosowanie obejmuje produkcję, drukowanie niestandardowych narzędzi, form, biżuterii, medycyny oraz wiele innych zastosowań. Chociaż stereolitografia jest szybka i może wyprodukować prawie każdy projekt, może być jednak kosztowna.

Strumień materiału (Polyjet)

Proces ten działa w sposób podobny do drukowania atramentowego, ale zamiast nakładania atramentu na stronę, nakłada warstwy płynnego materiału z jednej lub więcej głowic drukujących. Pomaga w tworzeniu bardzo dokładnych, pełnokolorowych prototypów wizualnych. Jej zastosowania mogą znaleźć zastosowanie w nauczaniu, motoryzacji, medycynie, wykonywaniu form i modeli odlewniczych.

Mimo że jest to proces precyzyjny, jest to jedna z najdroższych metod drukowania 3D, w której części nie są wytrzymałe i z czasem ulegają degradacji. Proces ten pozwala również na tworzenie urządzeń elektronicznych.

Selektywne topienie laserowe i selektywne spiekanie laserowe (SLM/SLS)

Technika selektywnego topienia laserowego (SLM) wykorzystuje laser o dużej mocy do topienia i łączenia ze sobą proszków metali. Wykorzystuje głównie różne metale, w tym tytan, miedź, nikiel, aluminium i kobalt, w takich branżach jak medycyna, motoryzacja, aeronautyka, a nawet biżuteria.

W tym procesie można wytwarzać części o doskonałych właściwościach fizycznych, często mocniejszych niż konwencjonalny metal io dobrym wykończeniu powierzchni. Przydaje się to również podczas tworzenia prototypów i oprzyrządowania.

Odrzucanie spoiwa

Proces napylania spoiwa polega na osadzeniu cienkiej warstwy sproszkowanego materiału, takiego jak metal, żywica polimerowa lub ceramika, na platformie roboczej. Następnie zrzuca klej, który jest nakładany przez głowicę drukującą, aby związać ze sobą cząstki. Binder Jetting jest używany w różnych zastosowaniach, w tym w tworzeniu pełnokolorowych prototypów, form i tanich części metalowych drukowanych w 3D.

Powszechnymi materiałami używanymi w tym procesie są ceramika i metale. Może być również stosowany w zastosowaniach przemysłowych, urządzeniach dentystycznych i medycznych, lotnictwie, odlewaniu części i nie tylko.

Produkcja stopionego włókna (FFF)

Fused filament fabrication (FFF) to proces drukowania 3D, który wykorzystuje ciągłe włókno materiału termoplastycznego. Filament podawany jest z dużej szpuli przez ruchomą, podgrzewaną głowicę ekstrudera drukarki i osadzany jest na wyrobisku. Proces ten jest wykorzystywany w zastosowaniach obejmujących prototypowanie i szybką produkcję w lotnictwie, medycynie, projektowaniu maszyn, a nawet żywności.

Proces ten pomaga w stopieniu szerokiej gamy materiałów, w tym tworzyw termoplastycznych, tworzyw termoplastycznych zawierających drewno i metal, a nawet żywności. Jest to uważana za jedną z najtańszych technologii drukarek 3D, ponieważ wykorzystuje niedrogie materiały. Zmiana materiałów jest również łatwa i umożliwia drukowanie przy użyciu wielu różnych materiałów z szybkim procesem drukowania.

Elektroniczne topienie wiązki (EBM)

W topieniu wiązką elektronów (EBM) surowy proszek metalu lub drut jest umieszczany w próżni i stapiany razem z ogrzewaniem generowanym przez wiązkę elektronów. Gorący proces pomaga wytwarzać części bez naprężeń szczątkowych, a próżnia zapewnia czyste i kontrolowane środowisko

Ta technika skutkuje tworzeniem produktów o dużej gęstości, ponieważ wykorzystuje cały proszek metalu. W rezultacie jest używany głównie w przemyśle medycznym, lotniczym i motoryzacyjnym.

Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)

Digital Light Processing (DLP ) jest podobny do stereolitografii, ponieważ działa z fotopolimerami. Główną różnicą jest źródło światła. Technologia DLP wykorzystuje bardziej konwencjonalne źródło światła, takie jak lampa łukowa z panelem ciekłokrystalicznym. Jest to następnie nakładane na całą powierzchnię kadzi z żywicą fotopolimerową w jednym przejściu, co generalnie czyni ją szybszą niż stereolitografia. W rezultacie produkuje bardzo dokładne części drukowane 3D o doskonałej rozdzielczości, które są idealne do produkcji prototypów.

Przyszłość druku 3D

Druk 3D dosłownie zmienia produkcję na dobre. Oferuje szybkie i niedrogie rozwiązania zarówno do prototypowania, jak i produkcji. Zdemokratyzowała proces produkcyjny, w którym kiedyś specjalizacja i oprzyrządowanie były warunkiem wstępnym sukcesu przemysłowego. A druk 3D szybko wypełnia lukę. Zastosowania pomysłów biznesowych związanych z drukowaniem 3D wciąż pojawiają się w różnych branżach. A wraz z ciągłym ulepszaniem technologii druku 3D, nie zdziw się, jeśli w niedalekiej przyszłości drukarki 3D staną się powszechnymi przedmiotami w naszych domach i biurach.

Czym jest druk 3D w prostych słowach?

Po prostu drukowanie 3D to sposób tworzenia trójwymiarowych brył. Obiekt 3D powstaje poprzez budowanie go warstwa po warstwie za pomocą specjalnie zaprojektowanej drukarki 3D. Do drukowania obiektów 3D można używać różnych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, metale, ceramika, a nawet żywność.

Jakie są różnice między drukiem 3D a tradycyjną produkcją?

Tradycyjna produkcja wymaga wykwalifikowanej siły roboczej, dodatkowych materiałów, takich jak formy do formowania wtryskowego, narzędzi i nie tylko, aby wyprodukować ograniczone i wyspecjalizowane przedmioty. Z drugiej strony drukowanie 3D wymaga jedynie oprogramowania CAD, komputera PC, drukarki 3D i materiału do drukowania, aby w znacznie krótkim czasie wyprodukować ekologiczny obiekt 3D.

Jakie jest główne zastosowanie druku 3D?

Druk 3D daje firmom ogromne możliwości w zakresie łatwego prototypowania. Daje im również możliwość tworzenia projektów, które są zbyt trudne do wykonania innymi metodami, a także budowania produktów wysokiej jakości.

Obraz: Depositphotos