Въведение в 3D принтирането

Възходът на 3D принтирането

3D принтирането е метод за създаване на триизмерни обекти, обикновено направени от пластмаса, чрез добавяне на множество слоеве един върху друг. Дизайнът на обекта се създава на софтуер за 3D моделиране и след това се отпечатва с помощта на специализирани машини, наречени 3D принтери. Тези принтери разтопяват и отлагат пластмасова нишка слой по слой, изграждайки детайла отдолу нагоре.

Въпреки че технологията беше използвана за първи път през 80-те години на миналия век, тя стана по-популярна и достъпна за любителите около 2005 г. Оттогава има много доставчици на 3D принтери, нови материали с различни свойства, софтуерни решения за управление с отворен код и голяма общност от хора поддържане и развитие на технологията.

Първоначално 3D принтерите се използват главно за артистични проекти като статуетки или сувенири. Купувачите обаче скоро осъзнаха потенциала за по-практични части, които биха могли да заменят повредени компоненти или да разширят възможностите на готовите продукти. Ярък пример за това са многобройните подобрения, които купувачите правят на своите 3D принтери, като прахови капаци, държачи и електронни кутии.

Предимства

Има три основни причини, поради които 3D печатът в момента е непобедим в производството на малки партиди пластмасови части: свобода на дизайна, скорост на производство и ниска цена.

Неограничен дизайн

За разлика от конвенционалните технологии за обработка, които разчитат на отстраняване на материал, 3D печатът е допълнителен процес. Ето някои от неговите предимства:

• По време на процеса на печат машината има достъп до всяка точка на модела – възможно е да се създаде куха, напълно затворена сферична част със специфични форми отвътре;
• Някои принтери могат да включват два или повече различни материала в една и съща част – които могат да се използват за многоцветни дизайни или ако се изискват специални механични свойства;
• Геометричната сложност не се отразява на печата – цялата необходима информация е в 3D модела; тъй като принтерът изгражда частта слой по слой, всяка сложна форма е просто комбинация от по-прости 2D полигони;
• Различни параметри за печат могат да се променят в софтуера за управление на принтера. Промяната на плътността на детайла или дебелината на слоя, например, може да направи крайния продукт плътен и здрав или почти кух и следователно по-лек и по-евтин.

Спестява време и пари

След като 3D моделът е готов, единствената останала операция е самото отпечатване. Липсата на допълнителни стъпки спестява много време и усилия, особено когато е необходима неочаквана промяна на дизайна и частта трябва да бъде преработена. Отпечатването обикновено отнема само няколко часа (в зависимост от размера) и не е необходим оператор или последваща обработка. Процесът е сравнително евтин (ниска цена на материали и инструменти в сравнение с традиционната обработка) и лесно се автоматизира. Например на нашия уебсайт можете да качите .STL модел и веднага да видите цената и времето за доставка. Това значително намалява общото време за поръчка, както и възможността за човешка грешка.

Приложения на 3D печат

С разработването на нови пластмасови материали и усъвършенствани принтери, 3D отпечатаните части се превръщат в надеждна алтернатива на някои метални части, използвани в различни индустрии. Технологията не е универсално решение, но могат да бъдат постигнати страхотни резултати, ако са изпълнени следните условия:

• Частите са подложени на леки до умерени натоварвания; въпреки че има множество инженерни пластмаси (PETG, ABS, найлон), тяхната здравина не може да се сравни със здравината на металите;
• Частите се зареждат в не повече от две перпендикулярни посоки и ориентацията на печат е избрана подходящо – поради начина, по който се правят 3D отпечатаните части, те са по-слаби във вертикална посока (където слоевете се добавят един върху друг); зареждането и ориентацията на печат са важни фактори по време на процеса на проектиране;
• Частите не се подлагат на високи температури – повечето пластмаси губят механичните си свойства при около 70 градуса по Целзий;
• Броят на отпечатаните части е относително малък; с поръчки, по-големи от 10 000 единици, други технологии, като леене под налягане, стават по-рентабилни.

Заключение

Технологията за 3D печат не е заместител на стандартните CNC машини, а по-скоро допълнителен инструмент, който може да доведе до значително намаляване както на времето за производство, така и на разходите за конкретни части. Има много възможности за оптимизация в цеха за CNC обработка, тъй като много от частите и инструментите там отговарят на критериите, посочени по-горе.

В предстоящите статии ще представим някои любопитни случаи на употреба на 3D отпечатани части в машиностроителната индустрия. Останете на линия!

Какъв е вашият опит с 3D принтирането! Или може би имате въпрос? Кажете ни в секцията за коментари!