3D-modellering is een ongelooflijk complex proces dat lang kan duren om over te praten. Maar vandaag zullen we verschillende soorten 3D-printers analyseren, we zullen zien hoe ze allemaal werken en wat het verschil tussen beide is.
De geschiedenis van het uiterlijk van een 3D-printer
3D geprinte motorfiets
Voor de komst van zaken als computer-aided design (CAD) en lasers, werden modellen en prototypes nauwgezet uit hout gesneden of aan elkaar gelijmd uit kleine stukjes karton of plastic. Het kan dagen of zelfs weken duren om ze te maken en kosten meestal een fortuin. Het aanbrengen van wijzigingen of revisies was moeilijk en tijdrovend, vooral als een extern modelleringsbedrijf werd gebruikt, en dit zou ontwerpers kunnen ontmoedigen om op het laatste moment verbeteringen aan te brengen of feedback te accepteren: “Het is te laat!”
Met de komst van betere technologie in de jaren tachtig ontstond een idee genaamd rapid prototyping (RP) als een oplossing voor dit probleem: het betekent het ontwikkelen van modellen en prototypes op meer geautomatiseerde manieren, meestal in een bepaald aantal uren of dagen in plaats van weken. . , zoals bij traditionele prototyping. 3D-printen is een logische uitbreiding van dit idee, waarbij productontwerpers in letterlijk enkele uren hun eigen snelle prototypes creëren, met behulp van geavanceerde apparaten die vergelijkbaar zijn met inkjetprinters.
3D-printer werk
Stel je voor dat je een typisch houten prototype auto bouwt. Hij zou beginnen met een blok massief hout en het interieur kerven als een beeldhouwer, waarbij hij geleidelijk het ‘verborgen’ object binnenin onthulde. Of, als je een architectonisch model van een huis zou willen maken, zou je het als een echte prefab bouwen door miniatuur kartonnen wandreplica’s uit te snijden en aan elkaar te lijmen. Zo zie ik het tenminste, op basis van de gegevens die een bevriend architect me gaf. Na verloop van tijd heeft de laser nu geleerd om gemakkelijk een vorm uit hout te snijden, en het is heel goed mogelijk om een robot te leren karton te lijmen, maar 3D-printers werken op een heel andere manier.
Een standaard 3D-printer is als een computergestuurde inkjetprinter. Maak een 3D-model laag voor laag, van onder naar boven, en druk herhaaldelijk hetzelfde gebied af op een manier die bekend staat als fused deposition modeling (FDM). De printer maakt volautomatisch een model in enkele uren, waarbij een 3D CAD-tekening wordt omgezet in meerdere 2D-kruislagen, waardoor 2D-prints die op elkaar zijn geplaatst, maar zonder papier ertussen, effectief worden gescheiden. In plaats van inkt te gebruiken die zich nooit zou verspreiden, brengt de printer lagen gesmolten plastic of poeder aan en smelt ze samen met lijm of ultraviolet licht.
Waarom wordt plastic gebruikt om een 3D-printer te bedienen?
In feite is het een mengsel van harde en duurzame kunststof (acrylonitril) met synthetisch rubber (styreen-butadieen). Het is ideaal voor 3D-printen omdat het vast is bij kamertemperatuur en smelt bij iets meer dan 100°C, wat relatief laag is om in de printer te smelten zonder te heet te worden (water kookt in een waterkoker of pan bij deze temperatuur. Kookplaat). Eenmaal ingesteld, kan het plastic worden geschuurd of geverfd.
Een andere nuttige eigenschap van plastic voor een 3D-printer is dat het in ruwe staat wit-geel is, maar pigmenten (chemische kleurstoffen) kunnen worden toegevoegd om het bijna elke kleur te geven. Afhankelijk van het type printer dat u gebruikt, wordt plastic ingevoerd in de vorm van kleine balletjes of draadjes (zoals plastic draadjes).
U hoeft niet te 3D-printen met plastic – in theorie kunt u objecten printen met elk gesmolten materiaal dat snel genoeg stolt en hard wordt. In juli 2011 onthulden onderzoekers van de Universiteit van Exeter in Engeland een prototype van een food-grade printer die driedimensionale objecten kan printen met behulp van gesmolten chocolade.
Laten we nu eens kijken naar verschillende 3D-modelleringstechnologieën en ontdekken wat de verschillen daartussen zijn!
Wat zijn 3D-printers?
FDM: klassieke 3D-modelleringstechnologie
We leerden hoe een 3D-printer werkt. En ze herinnerden zich iets als FDM fused deposition-modellering. Het is een van de meest standaard en veelgebruikte technologieën die worden gebruikt in 3D-modellering. Maar er zijn andere methoden om objecten van plastic te maken, namelijk:
Stereolithografie. SLS. Polyjet.
Laten we kort over elk ervan praten.
Klassieke 3D-modelleringsweergave – FDM
FDM-technologie werkt als een lijmpistool en brengt laagjes plastic na elkaar aan. Dit is de meest populaire modelleringsmethode en tijdens de ontwikkeling van de technologie zijn er verschillende hotmelt-experimenten uitgevoerd. Er wordt gebruik gemaakt van ABS en PLA kunststoffen. Gesmolten plastic komt naar buiten via het hete mondstuk, dat stolt wanneer het een paar graden afkoelt nadat het uit de printer is verwijderd. Hierdoor kun je direct een nauwkeurige tekening maken, die door het programma op de computer is geprogrammeerd.
stereolithografie
Deze technologie is gebaseerd op de groei van objecten uit fotopolymeerhars met behulp van speciale verlichting. Het verschilt van FDM doordat de objecten gladder en van hogere kwaliteit zijn, omdat het plastic hier niet wordt samengedrukt door de draad van de hete spuitmond. Verdeeld in SLA en DLP.
Laserstereolithografie – SLA. Digitale modellering met een speciale projector wordt DLP genoemd. Wat is beter? Ik denk SLA, want zoals we op de onderstaande foto kunnen zien, is het DLP-object enigszins gepixeld omdat het een model met een projector creëert, en SLA dankzij een snel bewegende CW-laser. Maar qua snelheid loopt digitale modellering voor op lasers.
SLS – 3D-modellering met laser en poeder.
Hier wordt een speciaal poeder gebruikt, waarop de laser wordt gericht. Versmelt de stofdeeltjes en vorm een model van het aanvankelijk geprogrammeerde object. De printer spuit het poeder vervolgens opnieuw en smelt het opnieuw met een laser.
Qua nauwkeurigheid is het cijfer beter dan bij FDM of stereolithografie. SLS-printers zijn erg duur. De kosten beginnen vanaf 200 duizend dollar en meer.
polystraal
Deze technologie maakt gebruik van fotopolymeerhars en ultraviolet licht. De schaal van de printer is enorm, maar het voordeel is dat je met veel verschillende materialen tegelijk kunt printen, en niet slechts één plastic. Zelfs sportschoenen zijn op deze manier ontstaan.
De volgende video toont de producten gemaakt met Polyjet-technologie.
conclusie:
3D-modellering was vroeger iets buiten bereik, het technologietijdperk van de toekomst, en nu is het het heden. Het wordt nu zelfs in de geneeskunde gebruikt voor het maken van kunstmatige prothesen, maar ook voor het repareren en maken van verschillende apparatuur. Ik heb persoonlijk vaak een kapotte iPhone-volumeknop op een FDM-printer zien afdrukken, de randen schuren en de kapotte vervangen. U kunt de eenvoudigste printer kopen voor $ 500-1000 en u hoeft zich geen zorgen te maken als er thuis wat plastic breekt.
Dat is het. We bespreken hoe een 3D-printer werkt en praten over 3D-modelleringstechnologieën. Kom naar onze Telegram en laat reacties achter. Het beste!
