Поняття про 3D-друк

Прочитайте теоретичний матеріал:

Технологія 3D друку була запатентована в 80-х роках минулого століття, але популярність здобула відносно недавно. Були розроблені нові, перспективні методики і можливості 3D-технологій вийшли на абсолютно новий рівень.

3D-друк - це методика виготовлення об'ємних виробів на основі цифрових моделей. Незалежно від конкретної технології, суть процесу полягає в поступовому пошаровому відтворенні об'єктів.

У цьому процесі застосовується спеціальний електронний пристрій - 3D принтер, який друкує певними видами матеріалів.

В основному для друку використовують пластики і метали. Пластики більш популярні, застосовуються практично в будь-якій індустрії. 3D друк металами частіше використовуються в медицині і машинобудуванні.

Існує величезна кількість видів пластику з різними властивостями і характеристиками. Крім того, щороку випускаються матеріали з новими властивостями. Для деяких компаній виробляють штучні матеріали для друку.

Технології 3D друку:
Для відтворення різних об'єктів використовуються різні технології 3D друку. Вони відрізняються як застосовуваними витратними матеріалами, так і швидкістю і точністю друку. Перелічимо основні технології 3D друку:
Моделювання методом наплавлення (Fused deposition modeling, FDM). Одна з найпоширеніших технологій 3D друку, застосовується в більшості настільних 3Д принтерів і являє собою ідеальне співвідношення ціна / якість. Друк відбувається за допомогою пошарового подачі нитки розплавленого пластику;
Стереолітографія (Laser stereolithography, SLA). Формування об'єкта відбувається за рахунок пошарового засвічування лазером рідкої фотополімерною смоли, яка твердіє під впливом випромінювання. Одна з варіацій даної технології - DLP 3Д друк. У ній замість лазера застосовується спеціальний проектор. Обидва методи 3D друку застосовуються для створення об'єктів з високим ступенем деталізації. У разі DLP друку додатковою перевагою є також швидкість;
Селективне лазерне спікання (Selective laser sintering, SLS). Відтворення виконується за рахунок пошарового плавлення спеціального порошку під дією лазерного випромінювання. Цей метод 3Д друку широко застосовується в промисловості для виготовлення міцних металевих елементів.

Обмеження і переваги 3D-друку

Як і в будь-якому іншому виді виробництва, у 3D-друку є свої обмеження і переваги.

Обмеження:

• У кожного 3D-принтера свої матеріали для друку

Принтер, що друкує пластиком не впорається з металом і навпаки. Крім того, деякі виробники вимагають заправляти принтери тільки своїм сертифікованим філаментом.

• Деталі вимагають пост обробки

При швидкому друці на деталях видно шари. Якщо це допоміжні деталі, шаруватість не грає ролі в експлуатації. Якщо ж це кінцевий виріб, то його необхідно полірувати.

• Деталі друкуються порожніми всередині.

При об'ємних деталях конструкція виходить не дуже міцною.

• Деталі можуть відрізнятися одна від одної при різних постдрукарських умовах

Сильні сторони 3D-друку:

• Можливість створювати деталі будь-якої складності без склеювання

Сама технологія 3D-друку дозволяє створювати деталі практично будь-якої геометрії. Інші способи виробництва не дають такої свободи.

• Великий вибір матеріалів для друку

Уже зараз існує більше 500 видів пластику для друку. Є прозорі, вогнетривкі, морозостійкі, надміцні, що імітують дерево і метал, з характеристиками гуми. Можна друкувати титановим, алюмінієвим, сталевим порошками і навіть дорогоцінними металами.

• Швидкість

Надрукувати прототип або кінцевий виріб на принтері швидше, ніж створювати звичним способом. Деякі принтери мають колосальну продуктивність. Наприклад, промисловий принтер BLB друкує зі швидкістю від 10 кг в годину.

• Вартість обладнання

Вартість промислових принтерів починається від 50 000$ і порівнянна з вартістю верстата ЧПУ.

• Економічність

3D-друк дозволяє істотно заощадити витрата виробничого матеріалу і заздалегідь спрогнозувати, скільки буде потрібно філамента. Компанія Airbus друкує титанові затворкі для дверей вертольотів. Надрукований комплект з 16 деталей важить на 4 кг менше, ніж створений звичним способом.

Виконайте інтерактивну вправу.

Скрін виконаної вправи прикріпіть до цього завдання.