3D-modellering is 'n baie gewilde, ontwikkelende en multitasking-rigting in die rekenaarbedryf. Die skepping van virtuele modelle van iets het 'n integrale deel van die moderne produksie geword.
Moderne tegnologieë staan nie stil nie en nuwe items word elke dag in verskillende wetenskaplike velde uitgevind. Een so 'n kundigheid is 'n 3D-drukker. Die uitvinding van hierdie toestel maak dit moontlik om unieke 3D-modelle te skep, waarvan die gebruik in enige industrie moontlik is, van konstruksie tot medisyne.
Die geskiedenis van die 3D-drukker en wat is dit?
In werklikheid het industriële 3D-drukkers lank gelede verskyn, maar hul bestaan is nie so vir die algemene bevolking geadverteer nie. Die eerste 3D-model verskyn in 1985. Die drukker was effens funksioneel en in swart en wit gedruk. Reeds in 1988 begin die produksie van kleurmodelle. Op die oomblik is daar 'n groot aantal modelle wat op 'n wye verskeidenheid materiale werk. In 2000 kon 3D-drukkers net met ABC-plastiek werk. En vandag het die verskeidenheid materiale uitgebrei na 'n paar honderde materiale. Dit sluit in: akriel, beton, hydrogel, papier, gips, ys, ens.
Reeds in 2005 verskyn 'n drukkermodel wat dit moontlik maak om kleurmodelle te skep. Hierdie toestel kan die meeste komponente van die model druk. In 2014 verskyn die eerste drukker met 'n groot drukarea. Hierdie ontwikkeling laat die skep van modelle van onbeperkte grootte toe. Daar is reeds gepoog om 'n betonhuis in sy volle grootte te druk.
Dit het nie meer as 'n dag geneem om so 'n struktuur op te rig nie. Reeds in 2016 word die eerste 3D-gedrukte gebou in Dubai aangebied. In Februarie 2017 onthul Rusland ook 'n huis wat heeltemal op die konstruksieterrein gedruk is. Vanjaar is ook 'n ses-as-drukker ontwikkel waarmee komplekse elemente baie makliker afgedruk kan word sonder om ondersteuningstrukture te benodig. Op die oomblik is die ontwikkeling van drukkers wat menslike organe, prosteses, inplantings, bakkies en selfs voedsel kan druk, in volle gang.
Wat is 'n 3D-drukker en watter funksies verrig dit?
'N 3D-drukker is 'n spesiale toestel om driedimensionele modelle te skep. Met hierdie masjien kan u driedimensionele modelle van verskillende groottes skep. As gevolg van die uitvoer van inligting in driedimensionele vorm, het al die voorwerpe wat verkry word, werklike fisiese parameters.
Hoe werk 'n 3D-drukker en hoe word regte 3D-modelle geskep?
As ons die werk van 'n 3D-drukker in algemene terme beskryf, is daar verskillende hoofstadia van die werk:
- Skepping van 'n 3D-model in 'n grafiese program. In hierdie stadium word die model op die rekenaar geskep met behulp van spesiale virtuele templates.
- Verdeel die model in lae.
- Die volgende fase hou verband met die werking van die drukker self. Dit vorm 'n massa van 'n spesiale poeier laag vir laag, wat gebruik word vir die verdere vorming van die model. 'N Spesiale kamer word geskep wat gevul is met plastiek.
- Na elke laag word die materiaal met 'n kleeflaag gesmeer, wat die toekomstige model krag gee.
Tipes 3D-modellering
Op hierdie gebied ontwikkel moderne tegnologie in verskillende rigtings:
- stereolitografiese tegnologieë, wat afgekort word as STL. 'N Lêerformaat wat baie gebruik word vir die stoor van driedimensionele modelle van voorwerpe vir gebruik in additiewe tegnologieë.
- termoplastiese toepassingsmetodes - FDM. Modellering van modelle met behulp van materiaal laag-vir-laag afsetting.
- laser sintering - SLS. Tegnologie (SLS) behels die gebruik van een of meer lasers (gewoonlik koolstofdioksied) om deeltjies van poeieragtige materiaal te sinter om 'n driedimensionele fisiese voorwerp te vorm.
Vandag is die metode van laag-vir-laag-afsetting die gewildste en mees gebruikte in die bedryf.
Die belangrikste voordele van hierdie metode is:
- gebruik van hoë gehalte en goedkoop materiale;
- eenvoudige werkingstegniek;
- omgewingsvriendelikheid van die gebruikte materiale.
Laser stereolitografie
Hierdie tipe 3D-modellering word wyd gebruik in tandheelkundige prostetika. 'N Kenmerkende kenmerk van hierdie soort drukwerk is die vervaardiging van voorwerpe van hoë gehalte. Sulke resultate word behaal danksy die gebruik van toerusting wat in 'n dimensionele rooster werk, wat in eenheid mikron bereken word.
Hoe werk sulke toerusting?
Die funksionele deel van sulke toerusting is gebaseer op LED-ultraviolet-projektors. Binne hierdie 3D-drukkers is fyn spieëls wat die balke presies aflei. as gevolg hiervan, vind dit nie opeenvolgend plaas nie, maar word die kontoerlae volledig blootgestel.
Lasersintering
Lasersintering, oftewel SLS-tegnologie, is 'n ander soort lasermodellering. Sulke toestelle gebruik lae-smeltende plastiek vir gebruik. Die basis van die unieke ontwikkeling is 'n kragtige laser wat die kontoere op 'n plastiese basis naspoor en die materiaal versmelt. Die proses word herhaal totdat 'n volledige model verkry is. 'n beduidende nadeel van lasersintering is die porositeit van die modelle wat daaruit ontstaan. dit beïnvloed egter geen sterkte nie. daar word geglo dat die modelle wat met hierdie metode verkry word, die duursaamste is. Die installasie vir lasersintering het 'n taamlike hoë koste, en die proses om die model self te vorm duur lank.
Watter materiale word gebruik om 3D-modelle te skep?
Soos reeds genoem, is die belangrikste materiaal wat in 3D-drukkers gebruik word, termoplasties. Dit kom in twee formate voor: ABS en PLA. Daarbenewens het materiale soos nylon, poliëtileen, polikarbonaat en ander soorte materiale wat in die industrie gebruik word, wydverspreid geword.
Baie 3D-drukkers behels die vermenging van verskillende soorte materiale om hul fisiese en chemiese eienskappe te kombineer.
Installasies wat metale vir hul werk gebruik, is ingewikkelder in strukture. Die verskil in tegnologie kom neer op die funksies van die drukkop, wat werk op grond van 'n rekenaarprogram. Met die hulp word 'n kleefstofmassa aangebring op die plekke waarheen die rekenaarprogram wys. Vervolgens smeer die kop 'n dun laag metaalpoeier op die hele werkarea. Dit wil sê, die metaal smelt nie, soos die geval is met plastiek nie, maar word aangebring en in lae in die vorm van die kleinste deeltjies vasgeplak.
Interessante feite oor 3D-drukkers
- 3D-drukwerk word nie net in die industrie gebruik nie, maar word ook algemeen gebruik in medisyne, kookkuns en selfs ruimte.
- Elke jaar word die prys vir 3D-drukkers laer en bekostigbaarder. Binnekort sal hierdie tegnologie byna almal beskikbaar wees.
- Die eerste 3D-model is in 1984 geskep. Dit is verkry deur Chuck Hill as gevolg van stereolitografie.
- Nie so lank gelede nie is kunsmatige organe met 'n 3D-drukker geskep. Oorprotese was die eerste modelle.
- In die nabye toekoms gaan wetenskaplikes die eerste menslike model druk.
- 3D-modellering sal help om die produksiekoste te verlaag, dus sal die produksie van die fabriek binnekort onwinsgewend word.
- 3D-tegnologieë word al baie lank in die kinematografie gebruik om realistiese modelle te skep.
- Wetenskaplikes stel voor dat met behulp van 3D-modellering robotte kan geskep word wat in plaas van mense die ruimte sal verken.
- 3D-modelle van rokke is reeds aan die wêreld gewys. Model Dita Von Teese het die eerste ster geword wat 'n 3D-gedrukte rok dra.
