Obeti za 3D tiskalnik. D-žig za gospodinjske potrebe. Lastne izkušnje. Video: kako deluje mehanizem

domov / Psihologija in razvoj

Ustvarjanje fizičnega 3D-predmeta iz digitalnega prototipa s praktično prenosljivo napravo, 3D-tiskalnikom, odpira številne zanimive priložnosti v ustvarjalnosti, umetnosti, znanosti, poslovanju, na drugih področjih človeškega delovanja in celo v vsakdanjem življenju.

Na trenutni stopnji razvoja aditivnih tehnologij (tehnologije sinteze po plasteh) na področju hitre izdelave prototipov in izdelave 3D objektov je možnost njihove uporabe doma ali v maloserijski proizvodnji že več kot dostopna. Ugodne cene samih naprav, njihovega vzdrževanja in potrošnega materiala pritegnejo podjetne in preprosto navdušene ljudi, ki jih zanima razvoj malega podjetja ali domače ustvarjalnosti.

V pregledu pojem »domači tiskalniki« zajema naprave nižjih cenovnih kategorij, tj. najcenejši 3D tiskalniki za dom ali majhno delavnico, majhno pisarno in samo tisti, ki jih je mogoče enostavno kupiti v ruskih spletnih trgovinah. Katalog 3dprint.tkat.ru vsebuje in združuje ponudbe ruskih spletnih trgovin, ki prodajajo 3D tiskalnike.

Takšne naprave najpogosteje uporabljajo metodo modeliranja predmetov s poplastnim taljenjem delovnega materiala (predvsem plastičnih niti, v nekaterih modelih - kovina, vosek, plastelin, glina, keramika), ki jih ekstruzijska glava dovaja na ploščad. Ta tehnologija je skrajšano FDM, kar pomeni modeliranje taljenega nanosa. Najpogostejši vrsti plastike, ki se uporabljata za FDM, sta ABS (ABS - akrilonitril butadien stiren, odporen na udarce in elastičen, vzdržljiv, vendar dovzeten za uničenje pod vplivom ultravijoličnega sevanja) in PLA (PLA - polilaktid, okolju in biološko najbolj prijazen kompatibilen termoplastični poliester, narejen iz odpadkov sladkorne pese ali koruze, vendar se precej hitro razgradi)

1. Pregled zmogljivosti domačih 3D tiskalnikov

1.1..Hitra izdelava prototipov. Danes lahko celo najcenejši in najpreprostejši namizni 3D-tiskalnik, kupljen s popustom kot podstandarden (seveda potem, ko je bil v stanju), natisne tridimenzionalni model iz plastike z natančnostjo 100 mikronov. V tem primeru oseba sodeluje samo kot računalniški operater, natisnjeni predmet pa bo natančna kopija 3D računalniškega modela. Tukaj je ogromen potencial za ustvarjalnost in umetnost. Za modeliranje, izdelavo prototipov in praktične namene lahko natisnete modele izumov, opreme, zgradb, pohištva, dodatkov, raznih gospodinjskih naprav in pripomočkov, ki jih ne morete kupiti v trgovini. Tiskate lahko darila za družino in prijatelje: spominke, nakit, gradbene komplete, igrače itd.

1.2..Samorazmnoževanje(replikacija). Tako imenovani projekt RepRap. Projekt vključuje izdelavo tiskalnika, ki lahko v celoti reproducira samega sebe, torej vse svoje dele. Zdaj že obstajajo tiskalniki RepRap, ki so sposobni samoreprodukcije v 50 odstotkih in nekaj čez petdeset.

1.3..Žig za orožje za 3D-tiskalnik. Načeloma lahko natisnete bojno pištolo, nož, medeninaste členke in helebardo - takšni precedensi že obstajajo. Ampak natančen opis Te možnosti bomo izpustili kot nepotrebne, saj je za izdelavo, predelavo in popravilo orožja zagrožena kazen zapora do 8 let. Natisnite modele, vendar ne vojaškega orožja.

2. Kratek pregled več proračunskih modelov

2.1... Proizvajalec ponuja dva modela, MBot Wood Double Head(v lesenem kovčku) in MBot Cube II(v prevlečenem jeklenem ohišju). Ti tiskalniki imajo dve ali eno ekstruzijsko glavo, odvisno od modifikacije. Dve glavi omogočata tiskanje v dveh barvah hkrati, kar je vsekakor prednost naprave. Strokovnjaki pravijo, da je pomanjkljivost pomanjkanje garancije in težko povratne informacije s proizvajalcem, kitajskim podjetjem Magicfirm. Na splošno sta oba modela v povprečju ocenjena s 7-8 točkami od 10. Domači 3D-tiskalnik Mbot Cube deluje z materiali ABS in PLA. Premer uporabljenega vlakna je 1,75 mm. Hitrost tiskanja je približno 40 mm/s. Pri tej hitrosti bo srednje velik predmet, kot je etui za mobilni telefon, natisnjen v nekaj več kot eni uri. Največja možna prostornina natisnjenega predmeta je 8 oziroma skoraj 12 litrov (200 x 200 x 200 mm pri MBot Wood Double Head in 260 x 230 x 200 mm pri MBot Cube II). Za upravljanje naprave je na voljo zaslon s tekočimi kristali brez dotika. Obema napravama so priloženi napajalniki, USB kabli, SD kartica, programska oprema za OSX/Windows/Linux in preizkusni del potrošnega materiala. Wi-Fi povezava in povezovanje bliskovnih pogonov ni podprto.

2.2.. 3D tiskalnik PP3DP UP! Plus 2. Eden od pionirjev domačih 3D tiskalnikov, ki jih podpira platforma Windows 8.1. Za tiste, ki imajo to nameščeno na svojem računalniku operacijski sistem, ni potrebe po posebni programski opremi in gonilnikih. Vključeno v Win 8.1 je vse to že vključeno za delo z Up! Plus 2. Iz prejšnje spremembe, UP! Poleg tega se ta model nekoliko razlikuje po videzu, odprta zasnova ostaja (mimogrede, to ni zelo dobro za tiskanje z ABS plastiko, saj zahtevajo konstantno, enakomerno temperaturo, je pa dobro za tiskanje s PLA plastiko). Toda motor in sistem ožičenja sta bila bistveno izboljšana, kalibracija platforme pa je popolnoma avtomatizirana, kar je pomembno zlasti za začetnike. Oba modela lahko kljub istemu ekstruderju tiskata v različnih barvah. Za to nova programska oprema, od različice 2 naprej, omogoča ustavitev tiskanja, zamenjavo barve plastike in nadaljevanje tiskanja z novo barvo. Povezava s krmilnim računalnikom samo preko USB. S svojo majhno težo in dimenzijami ter enoletno garancijo je ta tiskalnik popoln za domačo uporabo. Obseg tiska je 140 x 140 x 135 mm, kar je 2,7 litra, bistveno manj kot pri MBotu. Za tisk se uporabljajo ABS in PLA filamenti, tiskalniku pa je priložena tuljava iz ABS plastike (to je logično, cenejša je od PLA). V povprečju je ta tiskalnik ocenjen s 6,5 od 10.

2.3.. in MyRiwell 3D tiskalnik RL-200A. Kitajski 3D tiskalniki v svetli barvi, predstavljeni v različne barve, zaprto ohišje. Zaprta oblika je glavna prednost pri tisku z ABS plastiko. Po drugi strani pa je s PLA plastiko težje tiskati, saj ni dovolj kroženja zraka, tudi če tiskate z odprtim pokrovom. Natančnost tiska (ločljivost) je 150 mikronov, volumen tiska je 225x145x150 mm (4,9 litra). to dobri parametri za ta razred naprav. Vendar v resnici ti parametri zaradi oblikovnih značilnosti niso v celoti uporabljeni; natisnite s visoka kvaliteta Ta tiskalnik je problematičen. Priporočljivo je, da ga uporabljate samo doma; ni do industrijske kakovosti 3D prototipov. V povprečju lahko ta tiskalnik ocenite s 6 točkami od 10.

2.4.. 3D tiskalnik WANHAO Duplicator 4in. Drugi se od prvega razlikuje le po prisotnosti toplotne komore na vrhu glavnega telesa telesa, ki ohranja optimalno temperaturni režim v območju tiskanja, da preprečite delaminacijo, deformacijo in razslojevanje 3D modela. Obe modifikaciji sta kitajski različici ameriškega MakerBot Replicator 2. Kitajci so dosegli skoraj enake lastnosti kot ameriški prototip, vendar so s polovično ceno pridobili pozornost kupcev. Tako kot Američani tudi Kitajci v svojem razmnoževalniku uporabljajo šobe dokaj velikega premera, 0,4 mm, kar je za kakovosten 3D-tiskanje preveč. Američani so to pomanjkljivost nadomestili s prilagodljivo programsko opremo, Kitajci pa z nizko ceno tiskalnika. Obe modifikaciji razmnoževalnika sta na voljo v treh vrstah etuijev, oziroma v etuijih iz različnih materialov - plastike, lesa in kovine. In v vsakem od primerov se polnilo namesti z enim ali dvema ekstruderjema. Jasno je, da je z dvema ekstruderjema na voljo barvno oziroma celo večbarvno tiskanje. Barvno je na voljo tudi z enim ekstruderjem, z uporabo večbarvne plastike. Poleg tega, za razliko od Replicatorja 2, Duplicatorja 4 in 4X uporabljata metodo ogrevanja delovne ploščadi, kar izboljša kakovost tiska tako PLA kot predvsem ABS filamentov. Mimogrede, z uporabo te funkcije v številnih poceni 3D tiskalnikih in s tem možnostjo tiskanja z ABS plastiko proizvajalci privabljajo tudi kupce. Na 10-stopenjski lestvici sta 4 in 4X ocenjena s 6 oziroma 7 točkami.

2.5..3D pisala- to so naprave, ki omogočajo dobesedno vlečenje zraka s staljeno plastiko, ki se ob stiku z zrakom strdi. Poleg tega lahko s 3D-pisalom popravite napake, ki so možne pri uporabi 3D-tiskalnika.
Eden najbolj priljubljenih modelov je ameriško 3D pisalo 3Doodler. Njegova teža je le 150 gramov, njegova velikost pa je 4,5 x 17,5 cm, debelina potrošne plastične niti pa je 3 mm. Obstajajo gumbi za nadzor hitrosti tiskanja, podajanje plastike, pa tudi tipka za zaustavitev tiskanja. Pri delu z napravo temperatura konice peresa doseže 270 stopinj, kar povzroči taljenje palice. Material se ob stiku z zrakom takoj strdi, kar vam omogoča ustvarjanje figur poljubnih oblik.

Dokaj močan tekmec 3Doodlerju je 3D pisalo 3DYAYA kitajskega izvora. Ima tanjše potrošno jedro - za tisk je uporabljen plastični filament debeline 1,75 mm. To pisalo ima tako kot 3Doodler gumbe za podajanje plastike, takojšnjo zaustavitev tiskanja in nadzor hitrosti. 3D pisalo 3DYAYA ima patentiran sistem hlajenja.

Pero RainSun 3D ima skoraj enake dimenzije kot 3Doodler in 3DYAYA, vendar je ohišje varnejše, saj je plastični gumb za krmiljenje dovoda nameščen precej nad šobo ekstruderja, kar odpravlja možnost opeklin. Hlajenje poteka s pomočjo ventilatorja, katerega hitrost vrtenja je odvisna od intenzivnosti ogrevanja. Slaba stran tega ročaja je, da je nemogoče izbrati temperaturo segrevanja plastike, zato se lahko v njej uporablja samo ABS plastika.

Pisalo Lix 3D je najkompaktnejši od obstoječih modelov, njegov premer je le 1,40 cm, njegova dolžina pa 16 cm, debelina potrošne palice je 1,75 mm. Ena od prednosti tega pisala je, da se napaja preko USB-ja, kar vam omogoča polnjenje iz računalnika ali prenosnika. Pero te velikosti je zelo priročno, vendar ima eno očitno pomanjkljivost - po tiskanju črte 15-20 centimetrov boste morali vstaviti novo palico potrošnega materiala.

Relativno nov model je 3D pisalo MyRiwell. To pero ima v primerjavi s svojimi predhodniki številne prednosti. Zamenljiva šoba vam omogoča spreminjanje debeline črte od 0,4 do 0,7 mm, napajalnik z varovalko pa bo pisalo zaščitil pred poškodbami zaradi napetostnih sunkov. Poleg tega se pisalo MyRiwell preneha segrevati, če ga ne uporabljate 7 minut. Obstaja tudi funkcija za prilagajanje temperature segrevanja plastike.

Na žalost na internetu še ni dovolj pregledov resničnih uporabnikov osebnih 3D tiskalnikov, da bi v celoti objektivno ocenili njihove zmogljivosti. Na trenutni stopnji se je treba odločiti za nakup na podlagi lastnosti in značilnosti, ki jih navajajo proizvajalci, ter objavljenih rezultatov nekaj praktičnih poskusov, ki so jih izvedli proaktivni strokovnjaki. Ko bodo informacije zbrane, bo ta pregled razširjen in prilagojen, da bo zainteresiranim potrošnikom zagotovil več informacij za odločitev. Nekaj je gotovo – 3D tehnologije se hitro razvijajo in uvajajo v naš vsakdan, ga poenostavljajo in popestrijo.

Nekateri podjetniki so obupali nad pojavom nove opreme in njeno uvedbo v proizvodnjo. Medtem ko ga drugi, podjetnejši gospodarstveniki že dolgo uporabljajo pri svojih dejavnostih. Kaj se je zgodilo 3D tiskalniki in njihove aplikacije v vsakdanjem življenju in poslu lahko ugotovite z branjem tega članka.
Želja po hitrem ustvarjanju predmetov je bila večkrat opisana v znanstvenofantastičnih zgodbah in filmih. Mnogi znanstveniki so nameravali ustvariti čarobne naprave, ki bi to storile. Prvi uspešni poskusi so bili narejeni v 80. letih prejšnjega stoletja.
Stereolitografija je bilo ime naprave, ki jo je leta 1986 patentiral Charles Hull. Zahvaljujoč njegovemu videzu so nastali prvi 3D tiskalniki. Če so sprva nekateri dvomili v njegovo funkcionalnost, danes temu nihče ne bo mogel oporekati.
Hitra izdelava prototipov se uporablja na vseh področjih življenja: v proizvodnji, arhitekturi, modi, izobraževanju in celo medicini. Presenečeni boste, a s pomočjo ogromnih 3D tiskalnikov na Kitajskem ustvarjajo celo stanovanjske zgradbe!
3D-tiskalnik, katerega uporaba je lahko uporabna na katerem koli področju človeškega življenja, je danes na voljo vsem. Lastniki jih uporabljajo komercialne organizacije in ljudi, ki ustvarjajo 3D oblike kar v svojih domovih.
To olajša množična distribucija in znatno znižanje cene takšne opreme. Danes ga je precej enostavno kupiti, če ste za izdelek pripravljeni plačati od 400 do 10 tisoč dolarjev.

Kako deluje 3D tiskalnik ali kako ustvariti predmet v pol ure

Kako lahko hitro natisnete predmet in kateri material bo potreben za to? Mnogi vedo, da obseg 3D tiskalnikov ni samo širok, ampak neomejen. Zato je mogoče 3D modele natisniti iz katerega koli materiala.

Danes vam bodo morda ponudili tiskanje številk iz:

plastika;
najlon;
les;
kovina;

Veliko ljudi zanima, kako poteka tiskanje. Pravzaprav je vse precej preprosto: potrošni material, naložen v tiskalnik, se nanaša plast za plastjo in simulira želeni predmet. Jasno je, da boste potrebovali izvorno datoteko, ki jo boste natisnili.
Najpogosteje se za te namene uporabljajo datoteke formata, ki so na voljo vsem. Tako se lahko vsaka risba v 3D formatu pojavi v vaših rokah v pol ure.

Kaj lahko ustvarite s 3D tiskalniki?

Uporaba 3D-tiskalnika v gospodarstvu je postala zelo razširjena in lahko prinaša dobre prihodke. Učinkovitost v vseh smereh podjetniško dejavnost stroški, povezani s proizvodnjo, se lahko povečajo z uporabo takšne nove tehnologije.
Kaj lahko natisnemo s sodobnimi 3D tiskalniki?

Nenavadne uporabe 3D tiskalnikov

Mnogi so bili zadovoljni ne le z videzom 3D tiskalnikov, ampak tudi. Berejo podatke o realnih predmetih in ustvarjajo digitalne datoteke, ki se uporabljajo za tiskanje. Zahvaljujoč temu lahko vsakdo naroči ali natisne 3D figurico, ki natančno posnema poteze katere koli osebe, živali ali ptice.
Uporaba 3D tiskalnika v zobozdravstvu je zelo priročen mehanizem za izdelavo vsadkov in zobnih protez. Njihova individualna izdelava je vzela veliko časa in model ni vedno ustrezal čudežnemu tiskalniku. Poleg tega takšne proteze stanejo večkrat manj.

Uporaba novega 3D tiskalnika v medicini, ki se izvaja v vseh razvitih državah, omogoča, da zdravljenje nekaterih bolezni dvignemo na kakovostno novo raven.
Na primer, deček iz Amerike je potreboval protetično roko. Zdravniki so predlagali uporabo visokokakovostnega izdelka po naročilu. Njegov strošek je presegel nekaj tisoč dolarjev. A pogumna starša nista obupala. Ker so ponudbo zavrnili, so natisnili 3D model roke.
Minilo bo nekaj let in znanstveniki bodo ustvarili varčevalne tehnologije človeška življenja. Natisnjena ščitnica, kost ali celo lobanja bi lahko za vedno rešili težave z implantacijo. Kot lahko vidimo, se je trud raziskovalcev splačal. In medtem, ko smo brali ta članek, so napredni modni oblikovalci potiskali superge in obleke, ustvarjene po lastnih risbah.

Video o uporabi 3D tiskalnika

O tem, kako kreativno lahko popraviš katero koli stvar:

In o tistih stvareh, ki so lahko koristne za dom:

V drugi polovici 17. stoletja je človeštvo izumilo parni stroj, ki je svet potisnil proti prvi industrijski revoluciji. Druga industrijska revolucija, povezana z izumom motorja z notranjim zgorevanjem in širjenjem elektrike, še vedno traja in je očitno v zatonu. Njene tehnologije so že razvile svoj potencial in čakajo na nekaj drugega, nekaj bolj popolnega, da jih nadomesti. Kaj bi lahko bilo? Obstaja mnenje, da bodo prav tehnologije 3D tiskanja lahko dale nov zagon razvoju človeštva.

Zdaj zmožnosti 3D tiskalnikov vzbujajo le radovednost, podobno tistemu, kar običajno doživimo v živalskem vrtu, ko gledamo neznano žival, a na dolgi rok (20-30 let) je njihov potencial res ogromen. Seznam področij, na katerih se uporabljajo tehnologije 3D tiskanja, je precej širok in vpliva na številne vidike človekovega življenja.

Hitra izdelava prototipov

Če je bilo prej tridimenzionalno modeliranje izjemno delovno intenziven proces, je danes vsak, še tako preprost namizni 3D tiskalnik sposoben natisniti tridimenzionalni plastični model z ločljivostjo 100 mikronov. Vloga človeškega dejavnika je zmanjšana, izdelani izdelek pa bo popolnoma ustrezal svojemu računalniškemu modelu. Pravi prototipi izdelki danes podjetjem omogočajo raziskovanje trga, preprostost postopka pa oblikovalcem omogoča hitro izvedbo potrebnih sprememb konceptov.

Tiskanje kompleksnih predmetov

Že zdaj lahko na hitro naštejemo več področij, na katerih se 3D tiskalniki uspešno uporabljajo za izdelavo kompleksnih delov:

Ortodontija po meri – Tehnologija Align ima dolgo zgodovino uporabe stereolitografije za izdelavo prilagojenih zobnih aparatov za paciente. Naramnice so izdelane iz neškodljivega polimera na podlagi 3D skeniranja ustne votline.
Prilagojeni slušni aparati – Siemens izdeluje slušne aparate na podlagi skeniranih ušesa, ki so idealne za uporabnika.
Izdelava letalskih delov - pri izdelavi krmilnega sistema okolju Za lovec F-18 se uporabljajo cevi, natisnjene s 3D tiskalnikom.

3D tiskanje v medicini

Zmožnosti 3D-tiskalnika v medicini v prihodnosti ne bodo omejene le na izdelavo prilagojene protetike. Kirurgi za presaditev organov sanjajo o tem, da bodo nekega dne lahko na zahtevo dobili organe, ki jih potrebujejo. In za to imajo vse razloge, saj je prvi biotiskalnik že izdelan in pravilno deluje.

Stane približno 200 tisoč dolarjev, na njegovem razvoju pa so delali zaposleni v podjetju Organovo, specializiranem za regenerativno medicino, in inženirji strojnega inženirskega podjetja Invetech. Prvi biotiskalnik na svetu uporablja enako tehnologijo kot običajni 3D-tiskalniki, vendar namesto polimernih kapljic razpršuje drobne skupke celic, ki se nato »zlijejo« v eno samo strukturo.

Seveda je industrija 3D tiskanja orgel šele v povojih, a prva pravi rezultati so na voljo že danes. Tako so leta 2006 ameriški znanstveniki iz Severne Karoline uspešno presadili umetno mehurji ki še normalno delujejo. Na splošno ne bodite presenečeni, če bo biotiskalnik čez 10 let lahko natisnil jetra, ledvico ali celo srce iz izvornih celic.

3D-tiskalniki za "prehrano".

Znanstveniki z univerze Cornell (ZDA) so razvili nova tehnologija tisk s hidrokoloidi, ki bo v prihodnosti omogočal tisk zelenjave, kruha, mesa, mlečnih izdelkov in nasploh vsega, kar si bo gurmanska duša zaželela. Ali je res govorimo o doslej o simulaciji jedi z mešanjem želatine in aditiva za živila E415 (ksantanski gumi), vendar pa obstajajo modeli tiskalnikov, ki na primer zmorejo tiskati s pravo čokolado. Nekateri futurologi trdijo, da bodo v 15-20 letih le kartuše z aditivi za živila, vsi izdelki pa bodo natisnjeni doma.

Samorazmnoževalni tiskalniki

Leta 2006 je bil ustvarjen 3D-tiskalnik, katerega zmogljivosti presegajo običajne namizne naprave za tiskanje tridimenzionalnih predmetov. Bistvo je, da je ta tiskalnik lahko natisnil več kot polovico lastnih delov, ki so bili prej izdelani z drugo metodo. Projekt se je imenoval RepRap in je hitro postal množično gibanje, katerega cilj je bil ustvariti popolno samopodvajajočo se napravo. Danes naprave v okviru projekta uspešno tiskajo delujoča električna vezja, seznam izvornih materialov pa je razširjen na keramiko, zlitine bizmuta in indija, glino, marmorni prah in smukec.

Neomejene možnosti

Številni znanstveniki napovedujejo nastop dobe 3D-tiskanja, ki bo vodilo v popolno decentralizacijo družbe. Ob razvoju sončne energije in popolni informatizaciji lahko 3D-tiskanje postane zagon za razvoj avtonomnih domov, v katerih bo edina potreba po komunikaciji z zunanjim svetom potreba po nakupu surovin za 3D-tiskalnike. Posledično bo logistika v sedanji obliki izginila, na njeno mesto pa bo prišlo nekaj povsem drugega. Ali je to dobro ali slabo, je težko reči, a dejstvo, da se bo naš svet kmalu spremenil do nerazpoznavnosti, ni več dvoma.

Ljudem, ki še niso videli dejanskega procesa 3D tiskalnika, se že sama možnost volumetričnega tiska zdi nekaj fantastičnega, kot teleportacija.

Pravzaprav je ta tehnologija precej evolucijske narave. Pravzaprav ni toliko razlik od delovanja običajnega tiskalnika.

Namesto tonerja, ki se razprši na papir, se za ustvarjanje skoraj vseh predmetov uporabljajo drugi materiali, kot so hitro strjevalne smole.

Res ni nobenih omejitev glede oblike in kompleksnosti predmeta, lahko je otroška igrača, elementi za protezo roke, oblačila, tudi delujoče strelno orožje je enostavno natisnjeno.

3D tiskalniki: tehnologije prihodnosti že danes

Vrste 3D tiskalnikov

Na tej stopnji razvoja 3D tiskanje se šele začenja uporabljati povsod, čeprav je bilo samo načelo delovanja oblikovano že leta 1986 leto. Od takrat se ni nič bistveno spremenilo - temelji na istem principu ustvarjanja modela po plasteh. Spremenil se je le uporabljeni material in način utrjevanja. Nekateri modeli tiskalnikov so uporabljali kovinski prah in plastični prah ter za strjevanje uporabljali laser.

Ti materiali se pogosto uporabljajo pri popravilu obrabljenih delov, kot so turbinske lopatice. Poleg tega obstajajo tiskalniki, ki uporabljajo fotoobčutljiv material (fotopolimer). Do neke mere delujejo kot običajne 2D tiskalniki - na površino nanesemo plast tekočega materiala, ki se ob obsevanju (običajno z ultravijolično svetlobo) strdi. Svojo nišo so našle naprave, pri katerih se v enem prehodu tiskalne glave nanese več različnih materialov.

Še vedno pa ostaja najpogostejša vrsta tiskalnikov, ki delajo s termoplastiko. Načelo delovanja je podobno navadni lepilni pištoli, ki jo krmili računalnik. Njeno strjevanje se pojavi, ko se temperatura zniža. Lahko deluje z večbarvnimi termoplasti.

3D tiskalniki. Brainstorm.

Področje uporabe 3D tiskalnikov

Z množičnim širjenjem 3D-tiskanja se je pojavilo veliko, pogosto preprosto fantastičnih izdelkov. Med najbolj neverjetnimi uporabami te tehnologije so naslednje:

Raziskovalcem univerze Princeton je uspelo združiti živo in neživo snov s tiskanjem človeškega ušesa. Iskreno povedano, rezultat poskusa ni bil popoln organ, temveč proteza iz biomase, nekakšna antena za lovljenje radijskih valov. V gradivu v velike količine vsebuje izvorne celice. IN ZDA se bo prav tako začelo kmalu kliničnih preskušanj o zdravljenju medvretenčnih ploščic s tiskanimi protezami. Pionirji so se pojavili tudi v protetičnih okončinah, za doseganje rezultatov pa je bilo dovolj, da preprosto prenesete pripravljene modele za 3D-tiskalnik in nato sestavite protezo;
Možnost "tiskanja" hrane. Vklopljeno ta trenutek sestava je bila uspešno izbrana, hrustanec in kosti natisnjeni, zdaj je čas za tisk mesa in ostalih prehrambenih izdelkov;
Strelno orožje. Ustvarjen je bil delujoč vzorec pištole, ki lahko zdrži največ en strel. Z uporabo močnejšega materiala je bila natisnjena puška, ki je zdržala 15 streli brez uničenja, to pomeni, da lastnosti takšnega orožja praktično niso slabše od njihovih kovinskih "bratov";
Tiskanje zgradb. Vklopljeno 2014 Letos je načrtovan poskus uporabe 3D tiskalnika pri gradnji koč. Morda bo to revolucioniralo gradbeno industrijo. Toda gradbeništvo je že dobilo prve rezultate. Brianu Petersu, ustanovitelju Design Laba v Amsterdamu, je uspelo izbrati sestavo keramične mešanice za tiskalnik, ki ne bo trajala več kot 20 minut. Zdaj dela na izdelavi namestitve za popolno tiskanje;
Astronomi NASA tiskana lunina osnova. Ideja je pridobiti vse strukturne elemente neposredno na gradbišču iz lunine zemlje;
Strojna industrija je prav tako sprejela obetavno tehnologijo. Na primer, v letalski industriji je pri načrtovanju reaktivnih motorjev mogoče nekatere elemente natisniti (injektorji letalskih motorjev se že izdelujejo po tej tehnologiji);
V proizvodnji elektronike postaja oblikovanje in 3D-tiskanje elementov z optimalno obliko in lastnostmi že realnost. 3D-tiskanje je postalo nepogrešljivo pri izdelavi mikrovezij majhne velikosti in kompleksne oblike. Kot poskus so raziskovalci na Harvardu in Univerzi v Illinoisu izdelali tako majhne odtise, da bi jih lahko uporabili za pogon robotov, ki niso večji od komarja.

Obeti za 3D tiskanje

Številne prednosti, vključno z možnostjo izdelave celotnega objekta, proizvodnjo tako rekoč brez odpadkov in možnostjo izdelave kompleksnih notranjih struktur, določajo prihodnost te tehnologije. Nobenega dvoma ni, da se bo tehnologija 3D tiskanja v prihodnjih letih zelo razširila.

3D-tiskanje vztrajno raste na svetovni ravni in ponuja priložnosti, ki jim tradicionalna proizvodnja preprosto ne more konkurirati. Na tej stopnji razvoja je glavna smer uporabe 3D tiskalnikov hitra in natančna izdelava prototipov. Edini omejevalni dejavnik je pomanjkanje sestavkov, podobnih lastnostim kovine, cementnega betona in tkanine, vendar je to le vprašanje časa.

3D svet, v katerem ni nenadomestljivih stvari?

Morda bo to v bližnji prihodnosti postalo realnost. Tudi gospodarski sistem se lahko korenito spremeni. Konec koncev ne bo več treba kupovati končnih izdelkov, vse kar morate storiti je, da plačate surovine in datoteke, 3D-tiskalnik pa bo naredil ostalo. Poleg tega se bo v takem scenariju izdelek izkazal za edinstvenega, idealno prilagojenega lastniku.

Kaj od naštetega bo postalo realnost, bo pokazala prihodnost, nekaj pa je gotovo – 3D-tiskanje lahko korenito spremeni svet.

V dobi mikro- in nanotehnologij bo le malokdo presenečen nad še eno napravo, ki ima sposobnosti, ki mejijo na magične. In vendar se tudi v našem času dogajajo preboji v znanstvenih tehnologijah, ki ne morejo samo presenetiti domišljije, ampak tudi spremeniti predstavo o tem, kaj je mogoče.

Danes mi Pogovorimo se o tehnologiji, ki se je zdela neverjetna celo v nedavni preteklosti - zmožnost poustvarjanja najbolj zapletenih tridimenzionalnih predmetov iz skoraj vseh materialov. "Terenski sintetizatorji" in "replikatorji" iz sveta znanstvene fantastike so se postopoma preselili v našo resničnost in se razvijajo zelo hitro ter obvladujejo ne le znanstvene laboratorije, ampak tudi notranjost doma. 3D-tiskanje in 3D-tiskalniki so najbolj aktivno obravnavana tema v novicah v letu 2012. In zanimanje za ta izum med množicami samo narašča, saj se zmogljivosti 3D tiskanja iz dneva v dan le izboljšujejo.

Glavna skrivnost 3D tiskalnika

Govorjenje v preprostem jeziku, 3D-tiskalnik je specializiran visoko natančen stroj CNC (računalniško numerično krmiljenje). In po mnenju inženirjev v sami izdelavi predmetov s strojnimi orodji ni nič nenavadnega, avtomatske tehnologije za proizvodnjo predmetov se že dolgo uspešno uporabljajo v množični proizvodnji od sredine prejšnjega stoletja. Fantastičen halo okoli 3D-tiskanja je očitno nastal zato, ker naprave, ki se za to uporabljajo v procesu izdelave artikla, ne obrusijo »odvečnih« delov obdelovanca na staromoden način, ampak poustvarijo potreben predmet"iz nič". Delovanje 3D tiskalnika temelji na tehnologiji aditivnega tiskanja, ki omogoča pridobivanje želenih predmetov z gradnjo plasti delovnega materiala. Sodobni 3D-tiskalnik je rezultat evolucije naprave, imenovane stereolitograf, ki jo je leta 1984 razvil Charles Hull.

Zaenkrat se 3D tiskalniki ne uporabljajo v množični proizvodnji delov in predmetov, saj so brezupno slabši od katerega koli CNC stroja v situaciji, ko ni pomembnejša edinstvenost, temveč hitrost izdelave in nizka cena končni izdelek. Navsezadnje so se tradicionalne proizvodne metode razvijale, izboljševale in razvijale v pogojih potrebe po pridobivanju poceni "in-line" izdelkov.

Kako deluje 3D tiskalnik?

Zgradba 3D-tiskalnika je podobna zgradbi katerega koli običajnega tiskalnika, ki tiska slike in besedila: ima tudi tiskalno glavo in kartušo z delovnim materialom, ki nadomešča brizgalno črnilo in laserski toner. Nekateri 3D-tiskalniki oblikujejo predmete iz posebnega prahu na osnovi škroba ali sadre, drugi kot delovni material uporabljajo staljeno plastiko ali svetlobno strdljiv tekoči fotopolimer. Obstajajo tudi takšni, ki z elektronskim ali laserskim žarkom »sintrajo« keramični ali kovinski prah v končni izdelek.

Ne glede na uporabljeno delovno tehnologijo splošno načelo 3D tiskalniki delujejo sami. Predmet je poustvarjen v posebej določenem prostoru (komora tiskalnika) v skladu z obstoječim 3D računalniškim modelom plast za plastjo - z uporabo "tiskalne" glave, katere gibanje nadzoruje program. Iz tankih (desetinke in stotinke mikrona) plasti delovnega materiala. Ko končate z gradnjo naslednjega sloja, se glava premakne na naslednjega, dokler predmet ne prevzame končane oblike.

Možnosti 3D tiskanja

3D-tiskalniki lahko poustvarijo kompleksne predmete različnih oblik, velikosti in barv z zelo širok spekter praškasti materiali - več kot 100 predmetov in to seveda ni meja. Škrob, mavec, pesek, vosek, steklo, keramika, polistiren in drugi polimeri, guma, najlon, nerjavno jeklo, neželezne (titan, aluminij, kobalt, krom) in plemenite (srebro, zlato) kovine in njihove zlitine - priložnosti so raste vsak dan, 3D-tiskanje se samo širi. Že danes medicinski znanstveniki eksperimentirajo z različnimi biopolimeri, ki lahko svetovno medicino dvignejo na novo, res nepredstavljivo raven.

Tehnologija 3D tiskanja se trenutno uporablja za izdelavo unikatov nakit, oblikovanje obutve, industrijsko oblikovanje, arhitektura in gradbeništvo, avtomobilizem, vesoljska industrija, medicina, izobraževanje, informacijski sistemi, gradbeništvo in mnogi drugi. Področja uporabe 3D-tiskanja se še naprej širijo in najdemo številne nepričakovane in izvirne rešitve. Ena od možnih smeri razvoja 3D tehnologije bi lahko bila njena vsakodnevna uporaba – na primer za hitro ustvarjanje nekaterih predmetov in gospodinjskih podrobnosti.

Primeri uspešne uporabe tehnologije

Platforma za 3D-tiskanje je v fazi prototipa že več kot 20 let, vendar so se stroški opreme v zadnjih dveh do treh letih znižali za desetkrat, stroški izdelave originalnega nakita pa so se močno znižali. V nakitu 3D tehnologije omogočajo izdelavo nakita veliko hitreje kot z uporabo tradicionalne metode proizvodnja. In prilagajanje v fazi načrtovanja je še lažje, zdaj potrebuje le nekaj klikov miške.

Danes 3D tiskalniki najdejo vredne aplikacije v znanosti. Marsičesa ne vemo o tem, kako so se premikale davno izumrle živali, kot so dinozavri. Naj se sliši čudno, v zadnjem stoletju in pol v paleontologiji ni prišlo do bistvenih sprememb. Uporaba 3D-tiskanja na tem področju znanja že omogoča ne le poustvarjanje najbolj natančnih in polnih kopij bitij, ki so nekoč živela na Zemlji, za muzejske razstave, temveč tudi uspešno preizkušanje mehanike gibanja vseh teh izumrlih vrste.

3D tisk je prišel v svet mode, zadnji primer takšno sodelovanje je kolekcija Voltage, ki je bila konec januarja 2013 prikazana na pariškem tednu mode. Za to kolekcijo je oblikovalka Iris Van Herpen (Van Herpen, Koerner in Materialize) ustvarila več oblek osupljive kompleksnosti iz novega eksperimentalnega materiala. Natančnost ustvarjanja brezšivne strukture čipke ni bilo mogoče doseči razen s 3D-tiskanjem. Razširitev zmogljivosti 3D tiskalnikov za delo s plastičnimi materiali, kot sta poliuretan in guma, omogoča eksperimentiranje z drugimi sodobnimi materiali, kar neizogibno vpliva na modne trende.

3D natisnjeno strelno orožje, vojaška puška AR-15, je bila uspešno testirana glede funkcionalnosti. Po ustvarjanju in testiranju delujočega modela puške je razvijalec takoj delil datoteke digitalnih 3D delov orožja s svetovno skupnostjo in jih javno objavil na enem od spletnih mest. To dejanje »pacifizma« in dejstvo, da takšnega orožja ni mogoče zaznati z detektorjem kovin, je izzvalo vlade mnogih držav, da so z zakonom prepovedale razmnoževanje strelnega orožja na 3D tiskalnikih.

Tudi Japonci so našli zelo originalna prijava 3D tehnologije, odpiranje prve 3D foto kabine na svetu. Po opravljenem hitrem in enostavnem 3D skeniranju na stojnici ima obiskovalec možnost naročiti 3D tisk lastne pomanjšane kopije ali svojega doprsnega kipa – kaj ne izvirno darilo svojemu ljubljenemu sebi. Prevzela je 3D tehnologijo in industrijo XXX ter začela proizvodnjo personaliziranih lutk in drugih igrač iz silikona.

Prijetno presenečenje je bil 3D-tiskalnik, ki ga je leta 2012 predstavil Essential Dynamics in je sposoben poustvariti predmete katere koli kompleksnosti iz nenavadnih materialov - čokolade in drugih sestavin hrane. V zelo bližnji prihodnosti je pričakovati ogromno povpraševanje ne samo po različnih užitnih izdelkih, temveč tudi po podobnih tiskalnikih.

Potencial in obeti uporabe 3D tiskanja

Sodobni 3D tiskalniki v svojih tiskalskih zmogljivostih ne zaostajajo več za klasičnimi tiskalniki. Tako uporaba sistemov petih tiskalnih glav z materiali standardnih barv omogoča pridobivanje polnobarvnih 3D objektov z ločljivostjo do 600 dpi (pik na palec).

Ogromen potencial 3D-tiskanja čudovito ponazarja glasbilo, izdelano s to tehnologijo. Prvo 3D natisnjeno violino je na CNN v živo preizkusil petnajstletni učenec, ki je nanjo uspešno zaigral. Ta nenavaden nastop je mnogim dvomljivcem dokazal, da s pomočjo sodobne tehnologije S 3D-tiskanjem je mogoče poustvariti skoraj vse znane predmete – poleg tega pa ohraniti njegove inherentne lastnosti in značilnosti.

Izumitelj Kai Parthy je ustvaril vlakno za priljubljen 3D-tiskalnik RepRap, ki omogoča uporabo tehnologije za tiskanje lesa. Vlakno s kodnim imenom LAYWOO-D3 je sestavljeno iz lesa in posebnega polimera. Reciklirani odpadki iz lesnopredelovalne industrije in poceni, neškodljiva plastika so postali vir resnično revolucionarnega materiala, ki bi lahko znatno zmanjšal krčenje gozdov v prihodnosti - pod pogojem, da bo tehnologija postala razširjena.

Nadaljujejo se poskusi izdelave 3D-tiskalnikov, sposobnih reprodukcije strukturni elementi zgradbe iz betona in penastih materialov. Raziskujejo se možnosti hitrega (do 20 ur) »tiskanja« stanovanjskih objektov z vgrajenimi vodovodnimi in električnimi komunikacijami v enem neprekinjenem ciklu z uporabo velikih 3D tiskalnikov. Delujoči vzorci gradbenih 3D tiskalnikov že natisnejo do 3 metre konstrukcij iz gradbenega materiala na uro in to ni meja. Tehnologijo 3D tiskanja stavb nameravajo uporabiti za avtomatizirano gradnjo človeških bivališč zunaj Zemlje. Prve tovrstne nezemeljske strukture naj bi zgradili na Luni že v letih 2013-2014, le 10 % materiala, dostavljenega z Zemlje, pa naj bi uporabili za »tiskanje« lunarnih struktur, 90 % materiala bo lunarna zemlja. .

Ameriška vesoljska agencija NASA je z nepovratnimi sredstvi v višini 125.000 dolarjev financirala inženirja Anjana Contractorja, ki je denar namenil za izdelavo 3D-tiskalnika, ki bo lahko "tiskal" hrano za astronavte v vesolju. Z mešanjem sestavin hrane iz kartuš bo naprava lahko poskrbela za različne diete za vesoljske popotnike med dolgimi odpravami. Prva 3D natisnjena hrana bo pica, zahvaljujoč lahko dostopnim sestavinam in preprosti strukturi. Programska oprema Ta tiskalnik bo sprva odprtokoden, kar bo navdušencem omogočilo izboljšavo naprave in ustvarilo možnost izmenjave receptov (izpisov) za jedi.

Uporaba "dvofotonske litografije" je znanstvenikom na Dunajski tehnološki univerzi omogočila velik preboj v neverjetnih podrobnostih 3D-predmetov, natisnjenih z nano-natančnostjo. Malo kasneje, leta 2012, je skupina znanstvenikov z Univerze v Glasgowu v Veliki Britaniji v praksi dokazala možnost uporabe tehnologij 3D tiskanja za ustvarjanje kemičnih spojin, kar odpira vrata v svet, v katerem bo mogoče ustvarjati stvari molekulo za molekulo.

Raziskovalci iz Washingtona državna univerza našli način za "tiskanje" kosti Človeško telo z uporabo 3D tiskalnika. Inovacija temelji na odkritju snovi, katere struktura in lastnosti so blizu sestavi kostno tkivo. Ta izum se lahko uporablja tako za ustvarjanje popolnih kostnih protez kot za vzdrževanje zlomljenih območij, dokler je potrebno. Obstaja projekt nemških znanstvenikov, imenovan BioRap, katerega namen je ustvariti 3D tiskalnike za tiskanje različnih človeških organov in krvne žile. Verjamemo, da bodo v naslednjih nekaj letih te tehnologije postale široko dostopne zdravstvenim delavcem, s čimer bi temeljito rešili problem pomanjkanja in zavračanja organov darovalcev.

Fundacija Thiel je objavila donacijo za ustvarjanje inovativna tehnologija 3D tiskanje organskih beljakovinskih spojin. Najnovejše dosežke na področju ustvarjanja živih celic in tkiv naj bi združili z razvojem raziskovalcev iz Breakout Labs, da bi dobili užitni prototip mesa, ki bi lahko v bližnji prihodnosti postal zelo obetaven in tudi human vir živalskih beljakovin za mesojedci po vsem svetu.

3D tisk – prihodnost že danes

Serijski zajetni 3D-tiskalniki, ki so pred kratkim stali na desettisoče dolarjev in imeli minimalne zmogljivosti, so hitro postali redkost, zamenjali pa so jih funkcionalnejši, kompaktnejši in neprimerljivo cenejši modeli, ki stanejo okoli 1000 dolarjev.

Na specializiranih spletnih mestih, kot je Thingiverse, lahko že najdete več deset tisoč digitalnih 3D modelov različnih predmetov, včasih neverjetnih in presenetljivih, ki so na voljo za brezplačen prenos. Toda kljub temu je obseg "domačih" aplikacij 3D tiskanja še vedno omejen predvsem na reprodukcijo preprostih drobnarij in nepraktičnih igrač.

Trenutno obstaja že ogromno materialov, ki jih 3D tiskalniki lahko natisnejo. Še več, končni izdelki fizične lastnosti v celoti ustrezajo originalnim materialom - keramika, guma, plastika, kovina, steklo itd. Tiskanje 3D-predmetov s spremenljivimi značilnostmi materiala, kot je različna prosojnost, je na obzorju.

Pojav 3D tehnologij v množičnem dostopu končno ogroža avtorske pravice, kar povzroča številne razprave o neizogibnosti revizije meja in omejitev avtorskih pravic. Ni daleč dan, ko bo za potrditev šale o nedavnem zaprtju največjega ruskega sledilnika torrentov mogoče s spleta prenesti kip Ceretelija.

Bre Pettis, 40-letni ustanovitelj podjetja MakerBot Industries, ki proizvaja danes najbolj priljubljene hišne 3D-tiskalnike, govori o neizogibnosti nadaljnjih izboljšav 3D-tehnologij, ki jih, treba je omeniti, še vedno zaznava večina prebivalstva. kot element znanstvene fantastike. Ta postopek lahko traja nekaj časa, vendar so pričakovani rezultati vredni tega.

Eden od zadnje novice Iz sveta 3D tiska je prišlo sporočilo o pojavu tiskalnika, ki zna sam tiskati. Tiskanje ne le posameznih delov, temveč polnopravnih naprav z elektronskim polnilom in vsemi potrebnimi komponentami je naslednji velikanski korak pri obvladovanju 3D tehnologij prihodnosti.

Medtem so ne tako dolgo nazaj prvi 3D-tiskalnik sestavili otroci, dijaki šole v Geldermalsenu, ki so delali na kompleksnih projektih. Tukaj je, neverjetna prihodnost - danes in že zelo blizu nas!