Hogyan működik a 3D nyomtató nyomtató?
MI A 3D NYOMTATÁS?
A 3D nyomtatás speciális berendezésekkel szilárd, háromdimenziós objektumokat hoz létre digitális fájlokból. Ez a gyakorlat az 1980-as évek óta létezik, amikor Charles W. Hull feltalálta az eljárást, és megalkotta az első 3D-nyomtatott alkatrészt. Azóta a 3D nyomtatás területe exponenciálisan nőtt, és számtalan lehetőséget rejt magában.
3D nyomtatás áttekintése
A 3D nyomtatás olyan folyamat, amely számítógéppel segített tervezést (CAD) használ az objektumok rétegről rétegre történő létrehozására. A 3D nyomtatást általában a gyártó- és autóiparban használják, ahol a szerszámokat és alkatrészeket 3D nyomtatókkal készítik.
Ahogy a 3D nyomtatás képességei folyamatosan nőnek, úgy nő az értéke is: 2029-re a becslések szerint a 3D nyomtatási iparág értéke eléri a 84 milliárd dollárt. Ez a növekedés azt jelenti, hogy kapcsolatba kell lépnünk a 3D nyomtatással készült termékekkel – sőt otthonokkal és épületekkel is.
A 3D nyomtatás az egészségügyi ágazatot is felrázza. 2020-ban a COVID-19 világjárvány túlterhelte a kórházakat, és megnövelte az egyéni védőfelszerelések iránti igényt. Számos egészségügyi intézmény fordult a 3D nyomtatáshoz, hogy ellássa alkalmazottait a nagyon szükséges védőfelszerelésekkel, valamint a lélegeztetőgépek javításához szükséges alkatrészekkel. Nagyvállalatok, startupok, sőt 3D-nyomtatókkal rendelkező középiskolások is odaálltak a tányérhoz és fogadták a hívást. A 3D nyomtatás nemcsak a személyi védőfelszerelések és orvosi berendezések gyártási módját változtatja meg, hanem a protetika és az implantátumok korszerűsítését is.
Bár a 3D nyomtatás nem feltétlenül újdonság, vannak, akik még mindig kíváncsiak, mi is az a 3D nyomtatás, és hogyan működik. Íme egy útmutató a 3D nyomtatás megértéséhez.
Mik azok a 3D nyomtatók?
Röviden: a 3D nyomtatók CAD-technológiát használnak 3D objektumok létrehozására különféle anyagokból, például olvadt műanyagból vagy porokból. A 3D nyomtatók különböző formájú és méretűek lehetnek, az asztalon elhelyezhető berendezésektől a 3D nyomtatott házak készítéséhez használt nagyméretű konstrukciós modellekig. A 3D nyomtatóknak három fő típusa van, és mindegyik kissé eltérő módszert használ.
A 3D NYOMTATÓ TÍPUSAI
A sztereolitográfiai vagy SLA nyomtatók lézerrel vannak felszerelve, amely folyékony gyantát műanyaggá alakít.
A szelektív lézerszinterelés vagy az SLS nyomtatók olyan lézerrel rendelkeznek, amely a polimer por részecskéit már szilárd szerkezetté szintereli.
A legelterjedtebbek az olvasztott lerakódásos modellezés vagy az FDM nyomtatók. Ezek a nyomtatók hőre lágyuló szálakat bocsátanak ki, amelyeket egy forró fúvókán keresztül megolvasztanak, így rétegről rétegre tárgyat alkotnak.
A 3D nyomtatók nem olyanok, mint azok a varázslatos dobozok a sci-fi műsorokban. A nyomtatók – amelyek némileg hasonlóan működnek a hagyományos 2D tintasugaras nyomtatókhoz – rétegezési módszert alkalmaznak a kívánt objektum létrehozásához. Az alapoktól kezdve dolgoznak, és rétegről rétegre halmozzák, amíg az objektum pontosan úgy néz ki, ahogyan azt elképzelték
Miért fontosak a 3D nyomtatók a jövőben?
A 3D nyomtatók rugalmassága, pontossága és sebessége ígéretes eszközzé teszik őket a gyártás jövője számára. Manapság sok 3D nyomtatót használnak az úgynevezett gyors prototípuskészítésre.
A vállalatok világszerte 3D nyomtatókat alkalmaznak, hogy néhány óra alatt elkészítsék prototípusaikat, ahelyett, hogy több hónapig tartó időt és potenciálisan több millió dollárt vesztegetnének kutatásra és fejlesztésre. Valójában egyes vállalkozások azt állítják, hogy a 3D nyomtatók a prototípusgyártási folyamatot tízszer gyorsabbá és ötször olcsóbbá teszik, mint a normál K+F folyamatok.
A 3D nyomtatók szinte minden iparágban szerepet tölthetnek be. Nem csak prototípus készítésére használják őket. Sok 3D nyomtatót bíznak meg késztermékek nyomtatásával. Az építőipar valójában ezt a futurisztikus nyomtatási módszert használja teljes otthonok nyomtatására. Az iskolák szerte a világon 3D nyomtatókat használnak, hogy a gyakorlati tanulást az osztályterembe vigyék háromdimenziós dinoszauruszcsontok és robotikadarabok kinyomtatásával. A 3D nyomtatási technológia rugalmassága és alkalmazkodóképessége minden iparág számára megváltoztatja.
Mit tud 3D nyomtatni?
A 3D nyomtatók rendkívül rugalmasak, hogy mit lehet velük nyomtatni. Például használhatnak műanyagot merev anyagok, például napszemüvegek nyomtatására. Rugalmas tárgyakat is készíthetnek, például telefontokokat vagy kerékpárfogantyúkat hibrid gumi és műanyag por felhasználásával. Egyes 3D nyomtatók képesek szénszálas és fémporos nyomtatásra is a rendkívül erős ipari termékek érdekében. Íme néhány a 3D nyomtatás által használt általános alkalmazások közül.
Gyors prototípuskészítés és gyors gyártás
A 3D nyomtatás alacsony kockázatú, alacsony költségű és gyors módszert kínál a prototípusok előállítására a vállalatok számára, amelyek segítségével tesztelhetik egy új termék hatékonyságát és felgyorsíthatják a fejlesztést anélkül, hogy drága modellekre vagy szabadalmaztatott eszközökre lenne szükségük. Egy lépéssel tovább lépve számos iparágban a vállalatok 3D nyomtatást alkalmaznak a gyors gyártás érdekében, ami lehetővé teszi számukra, hogy költséget takarítsanak meg kis tételek gyártása során, vagy csökkentsék a nyomtatási időt.
Funkcionális alkatrészek
A 3D nyomtatás az idő múlásával funkcionálisabbá és precízebbé vált, lehetővé téve a szabadalmaztatott vagy hozzáférhetetlen alkatrészek létrehozását és beszerzését, így a termék ütemezetten előállítható. Ezenkívül a gépek és eszközök idővel elhasználódnak, és gyors javításra szorulhatnak, amire a 3D nyomtatás korszerű megoldást kínál.
Eszközök
A funkcionális alkatrészekhez hasonlóan a szerszámok is elhasználódnak az idő múlásával, és elérhetetlenné, elavulttá vagy költségessé válhatnak. A 3D nyomtatás lehetővé teszi a szerszámok egyszerű gyártását és cseréjét több alkalmazáshoz, nagy tartóssággal és újrafelhasználhatósággal.
Modellek
Bár a 3D nyomtatás nem feltétlenül helyettesítheti a gyártás minden formáját, olcsó megoldást jelent a koncepciók 3D-ben való megjelenítésére szolgáló modellek előállítására. A fogyasztói termékek megjelenítésétől az építészeti modellekig, orvosi modellekig és oktatási eszközökig. A 3D nyomtatás költségeinek csökkenésével és egyre hozzáférhetőbbé válásával a 3D nyomtatás új ajtókat nyit a modellezési alkalmazások előtt.
