Ένας οδηγός για αρχάριους για να ξεκινήσετε με την εκτύπωση 3d

Τρισδιάστατη εκτύπωση, Εκτύπωση με πρόσθετα ή Στερεοφωνική λιθογραφία, εάν έχετε συναντήσει αυτούς τους όρους και μόλις αναβοσβήσατε πάνω από αυτό, τότε ίσως θα θέλατε να διαβάσετε αυτό το άρθρο για να μάθετε για αυτόν τον καταπληκτικό κόσμο της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η εκτύπωση 3D είναι ένα πεδίο που επεκτείνεται γρήγορα, με τη δημοτικότητα και τις χρήσεις για εκτυπωτές 3D να αυξάνονται καθημερινά. Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να δώσουμε μια εισαγωγή ενός αρχάριου σε τρισδιάστατους εκτυπωτές, πώς θα μπορούσε κανείς να επωφεληθεί από αυτό και πώς θα αλλάξει τα πράγματα στο μέλλον.

Ετσι!! Τι είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση και πώς λειτουργεί;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση ή η κατασκευή πρόσθετων είναι μια διαδικασία δημιουργίας τρισδιάστατων στερεών αντικειμένων από ένα ψηφιακό αρχείο. Χρησιμοποιεί έναν εκτυπωτή σαν μηχανή που λιώνει ένα υλικό (συνήθως πλαστικό) και το ρίχνει σε μια βάση με προκαθορισμένο τρόπο, δημιουργώντας έτσι διαδοχικά στρώματα για να το καταστήσουμε τρισδιάστατο. Για να το καταστήσουμε απλό, ο εκτυπωτής δημιουργεί ένα κομμάτι ψωμί με φέτα.

Υπάρχουν πολλοί τύποι τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης, αλλά η πιο χρησιμοποιούμενη είναι η Στερεολιθογραφία (SLA), επειδή είναι πιο προσιτή σε σύγκριση με άλλες.

Αυτό το μηχάνημα είναι σε θέση να μετατρέψει οποιοδήποτε τρισδιάστατο αρχείο σε αντικείμενο 3D με τα ακόλουθα βήματα.

1. Ένα αρχείο 3D ελέγχεται από λογισμικό για να δει εάν είναι εκτυπώσιμο.
2. Το λογισμικό έπειτα τεμαχίζει το αρχείο και το στέλνει σε ένα μηχάνημα.
3. Ένα πλαστικό νήμα τροφοδοτείται μέσω της κεφαλής εκτύπωσης.
4. Το νήμα λιώνει και το κεφάλι το καταθέτει στη συνέχεια σε μια πλατφόρμα κατασκευής.
5. Η κεφαλή κινείται γύρω από την απόθεση του υλικού έτσι ώστε να αποτελεί την κάτω φέτα του αντικειμένου.
6. Το κεφάλι επιστρέφει στην αρχική του θέση και η πλατφόρμα κατασκευής χαμηλώνει.
7. Το κεφάλι στη συνέχεια χτίζει το νέο στρώμα πάνω από το πρώτο και αυτό επαναλαμβάνεται μέχρι να γίνει το αντικείμενο.

Είναι η εκτύπωση 3D νέα στην αγορά;

Όχι, προκλητικά όχι !!!!. Ακριβώς επειδή οι τρισδιάστατες εκτυπώσεις έχουν προσελκύσει μεγαλύτερη προσοχή στις μέρες μας, δεν είναι αυτή η ιδέα ή η τεχνολογία είναι νέα. Θα εκπλαγείτε όταν ξέρετε ότι όλα ξεκίνησαν στα τέλη του 1980 όπου δημιουργήθηκε ο όρος κατασκευή πρόσθετων, βασικά χρησιμοποιήθηκε για τα πρωτότυπα Rapid. Αλλά αργότερα γύρω στο 2014 με την άνοδο των τρισδιάστατων εκτυπωτών χαμηλού κόστους, η τεχνολογία έχει μετατραπεί σε ένα αναστατωτικό κίνημα για χομπίστες, εκπαιδευόμενους, τεχνοπαναδότες, εφευρέτες, δασκάλους, ερευνητές και όχι. Έτσι, αποκτά μια ευρεία αγορά και μεγάλο περιθώριο για το μέλλον.

Τρισδιάστατοι εκτυπωτές που δημιουργήθηκαν αρχικά για να βοηθήσουν τους αστροναύτες. Ήταν δύσκολο για την ομάδα να συσκευάσει όλα τα εργαλεία και τα υλικά που θα χρειαζόταν στο χώρο για να εργαστεί στο έργο τους. Η ύπαρξη πλεονασματικών εργαλείων θα αυξήσει το βάρος του λεωφορείου που τελικά αυξάνει την κατανάλωση καυσίμου. Έτσι, βρήκαν αυτήν την ιδέα όπου ο τρισδιάστατος εκτυπωτής θα σταλεί στο διάστημα μαζί με τους αστροναύτες, όταν χρειάζονται εργαλεία ή υλικά για να δουλέψουν, απλά πρέπει να κάνουν κλικ στο αρχείο STL και να το εκτυπώσουν. Εάν πρόκειται να γίνει οποιαδήποτε επείγουσα και νέα σχεδίαση, ο σχεδιασμός θα γίνει στο σταθμό βάσης και θα σταλεί στο πλήρωμα για να το εκτυπώσει. Αλλά καθώς άλλαξαν τα πράγματα στην τεχνολογία, τώρα είναι προσιτό σε κάθε σπίτι να διαθέτει εκτυπωτή.

"Αλλά τώρα πολλοί άνθρωποι κάνουν λάθος να βλέπουν την τρισδιάστατη εκτύπωση ως μια άλλη μέθοδο κατασκευής αντικειμένων, η οποία επιτρέπει απλώς μεγαλύτερη ευελιξία σχήματος με κόστος ταχύτητας και ακρίβειας. Αλλά αυτή είναι μια στενή άποψη για να δούμε την τρισδιάστατη εκτύπωση. Η έννοια της εκτύπωσης 3D μοιάζει περισσότερο με την κατασκευή ψηφιακών, διακριτών και ελεύθερων μορφών. Με βασική υπόθεση ότι μόλις μπορέσετε να «κόψετε» και να θέσετε αντικείμενο και να τακτοποιήσετε τα μικρά κομμάτια σε στρώματα μετά από στρώματα, η εφαρμογή και οι επιπτώσεις γίνονται άπειρες. πλαστικά, ηλεκτρονικά είδη, τρόφιμα και ακόμη και ανθρώπινοι ιστοί οτιδήποτε είναι περίπλοκο για την τρέχουσα μέθοδο μαζικής παραγωγής (αρκετά περίπλοκο για να δημιουργήσει μία μονάδα με οικονομικά αποδοτικό τρόπο) είναι τώρα μια πιθανότητα », λέει ο Onkar Kulkarni σε μία από τις απαντήσεις του στο quora.

Πώς μπορεί κανείς να ξεκινήσει με εκτυπωτές 3D;

Δεδομένου ότι η πρόσφατη τεχνολογία έχει μειώσει την τιμή των εκτυπωτών 3D αρκετά χαμηλή για ένα μέσο άτομο να το αγοράσει και να το χρησιμοποιήσει, η εκτύπωση 3D δεν είναι πλέον μαγικός ή εξοπλισμός βιομηχανικού επιπέδου. Χάρη στα διαδικτυακά φόρουμ και τα σχέδια, όποιος μπορεί να χειριστεί έναν υπολογιστή μπορεί να εκτυπώσει τη φαντασία του. Όπως ακριβώς οι εκτυπωτές λέιζερ έχουν γίνει συνηθισμένοι στο σπίτι μας, αυτοί οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές δεν έχουν ακόμη βρει το δρόμο τους στο σπίτι ή στο χώρο εργασίας μας. Ας δούμε λοιπόν πώς μπορεί κανείς να ξεκινήσει με την εκτύπωση 3D, για να πραγματοποιηθεί οποιαδήποτε εκτύπωση, ακολουθούν τα τέσσερα απλά βήματα:

1. Μοντελοποίηση 3D CAD

2. Τεμαχισμός και άλλες ρυθμίσεις.

3. Εκτύπωση σε στρώσεις

4. Πλήρες μέρος

ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ 3D CAD :

Ναι, για να εκτυπώσετε κάτι με τον εκτυπωτή σας, πρέπει να τα σχεδιάσετε λογισμικό μοντελοποίησης.

Εάν είστε επαγγελματίας σχεδιαστής μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από τα λογισμικά μοντελοποίησης που έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύσει ένα αρχείο σε.STL (Stereolithography) ή.OBJ (αντικείμενο). Μόλις δημιουργηθεί ο σχεδιασμός μπορεί να μεταφερθεί στο στάδιο κοπής. Εδώ είστε ελεύθεροι να αλλάξετε, να επεξεργαστείτε ή να τροποποιήσετε το σχέδιό σας με τον τρόπο που σας αρέσει, καθώς ο πλήρης σχεδιασμός είναι από εσάς.

Εάν είστε μαθητευόμενος, τότε υπάρχουν τόνοι δωρεάν λογισμικού ανοιχτού κώδικα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο νου σας. Θα ήταν σαν να τοποθετείτε δομικά στοιχεία. Εάν το σχέδιό σας είναι πολύ καλό, θα πληρωθείτε επίσης από ορισμένες διαδικτυακές κοινότητες.

Εάν είστε αρχάριος και δεν έχετε ιδέα πώς να σχεδιάσετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο Μην ανησυχείτε!.. Υπάρχουν πολλοί ιστότοποι που παρέχουν δωρεάν αρχεία STL. Αυτά τα αρχεία ελέγχονται και εκτυπώνονται από άτομα που το σχεδίασαν, επομένως είναι αξιόπιστα και θα είναι εύκολο να εκτυπωθούν. Ο μόνος περιορισμός σε αυτά τα αρχεία είναι ότι διατίθενται σε μορφές.STL (Κυρίως). Αυτή η μορφή δεν μπορεί να προσαρμοστεί με τον τρόπο που μας αρέσει, αλλά ακόμα και τότε μπορεί να αλλάξει το μέγεθός της με τη βοήθεια του λογισμικού slicing. Εάν είστε απόλυτος αρχάριος, τότε θα σας προτείνουμε να ξεκινήσετε με κάποια σχέδια που διατίθενται στην αγορά.

Μόλις ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, το έργο του λογισμικού μοντελοποίησης 3D τελείωσε. Τα αρχεία αποστέλλονται τώρα στο λογισμικό Slicing όπου ετοιμάζεται να εκτυπώσει ο εκτυπωτής.

ΚΛΙΚ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΡΥΘΜΙΣΕΙΣ:

Τα μοντέλα που έχουν σχεδιαστεί πρέπει να μετατραπούν σε μια σειρά κωδικών που ονομάζεται G-Code για να τον αναγνωρίσει ο εκτυπωτής και να ξεκινήσει η εκτύπωση. Αυτό το μέρος ονομάζεται Slicing. Η ποιότητα της εκτύπωσης εξαρτάται από τις ρυθμίσεις που γίνονται εδώ. Πριν προχωρήσουμε σε αυτό, ας εξοικειωθούμε με το πόσο απλός είναι ένας εκτυπωτής 3D !!!!

Η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι μαγική!

Εάν εξακολουθείτε να είστε μπερδεμένοι ή να εκπλαγείτε με το πώς λειτουργεί ο εκτυπωτής 3D, πιστέψτε με ότι δεν είναι επιστήμη πυραύλων. Υπάρχουν πολλοί μαθητές που προσπάθησαν να δημιουργήσουν έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για τον εαυτό τους με επιτυχία. Στις επόμενες παραγράφους θα εξηγήσω τα μέρη ενός βασικού 3D εκτυπωτή που θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε καλύτερα τους Εκτυπωτές.

Τα τυπικά μέρη ενός εκτυπωτή 3D φαίνονται στην παρακάτω εικόνα.

Το Extruder είναι το πιο σημαντικό μέρος στον εκτυπωτή μας. Αυτό είναι το μέρος όπου τα νήματα λιώνουν και εξωθούνται. Ο εξωθητής αποτελείται από στενό σωλήνα μέσω του οποίου το νήμα ωθείται από έναν κινητήρα Stepper. Αποτελείται από ένα θερμαντικό υλικό που ονομάζεται συνήθως θερμό άκρο το οποίο θερμαίνει το νήμα, το θερμαινόμενο νήμα ωθείται έξω από το ακροφύσιο παρόμοιο με το πιέζοντας οδοντόκρεμα από το ακροφύσιο του. Καθώς το νήμα λειώνει, ο βηματικός κινητήρας θα σπρώξει το νήμα μέσα στο οποίο θα στερεωθεί ως καρούλι σε ένα στήριγμα καρούλι.

Υπάρχουν πολλοί τύποι νήματος και πολλά ακόμη στην αγορά κάθε μήνα. Κάθε νήμα έχει τη διάμετρο και τη θερμοκρασία εκτύπωσης, το πιο χρησιμοποιούμενο PLA που έχει θερμοκρασία 180-210 βαθμούς C.

Αυτή η πλήρης διάταξη εξωθητή τοποθετείται πάνω σε κινητές ράγες. Καθώς το νήμα λιώνει και βγαίνει, ο εξωθητής κινείται από άλλους βηματικούς κινητήρες (προς την κατεύθυνση των κόκκινων βελών) που υπάρχουν στην απαιτούμενη κατεύθυνση και εκτυπώνει στη βάση.

Τώρα, που έχουμε κάποια βασική ιδέα για το πώς λειτουργεί ο εκτυπωτής μας, ας επιστρέψουμε στο λογισμικό SLICING. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται περισσότερο είναι το Cura, αυτό το λογισμικό δημιουργήθηκε κυρίως για τον εκτυπωτή που ονομάζεται Ultimaker. Αλλά από τότε που έγινε δωρεάν και ανοιχτού κώδικα, οι περισσότεροι εκτυπωτές εκεί έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν το Cura.

Σε αυτό το λογισμικό αποστέλλονται οι ρυθμίσεις εκτύπωσης όπως κάνουμε για τον εκτυπωτή λέιζερ. Εδώ μπορούμε να κλιμακώσουμε, να ευθυγραμμίσουμε και να προσανατολίσουμε το μοντέλο εκτύπωσης. Άλλες κρίσιμες ρυθμίσεις όπως η θερμοκρασία, η ταχύτητα ανάσυρσης, η ροή της διαμέτρου των ακροφυσίων νημάτων κ.λπ. τροφοδοτούνται στον εκτυπωτή χρησιμοποιώντας αυτό το λογισμικό.

ΣΤΡΟΦΑΛΟΣ - ΕΚΤΥΠΩΣΗ ΣΩΣΤΩΝ

Με βάση τις ρυθμίσεις, ο χρόνος εκτύπωσης και το μήκος υλικού που απαιτείται για την εκτύπωση θα εμφανίζονται από το ίδιο το λογισμικό, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Εδώ ο χρόνος εκτύπωσης είναι 1 ώρα 14 λεπτά και το υλικό που χρησιμοποιείται θα είναι 10 γραμμάρια. Οι άλλες ρυθμίσεις για αυτήν την εκτύπωση μπορούν επίσης να βρεθούν στην εικόνα

Μόλις φορτωθεί το αρχείο STL και ολοκληρωθούν οι ρυθμίσεις, αυτό το λογισμικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να απεικονίσει πώς θα γίνει η εκτύπωση μας χρησιμοποιώντας την επιλογή επιπέδων, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Με αυτόν τον τρόπο ή την εκτύπωση θα εμφανίζεται όταν εκτυπώνει το 78ο επίπεδο αυτής της εκτύπωσης. Η μπλε γραμμή χρώματος δείχνει τη διαδρομή του εξωθητή μας.

Μόλις γίνει αυτό, το αρχείο μπορεί να μετατραπεί σε G-Code που μπορεί να τροφοδοτηθεί στον εκτυπωτή για εκτύπωση. Αυτό είναι, το μοντέλο σας θα εκτυπωθεί στον αναφερόμενο χρόνο.

Ήταν τόσο δύσκολο;

Ποιο είναι το μέλλον για την εκτύπωση 3D;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει όμως το δικό της σύνολο προκλήσεων. Υποφέρει από αργή ταχύτητα λειτουργίας, μηχανικά ελαττώματα στα προϊόντα και περιορισμένες επιλογές υλικών (κυρίως πλαστικό). Λόγω της χαμηλής ταχύτητας λειτουργίας των εκτυπωτών 3D, οι κατασκευαστικές εταιρείες ενδέχεται να χάσουν τους διαγωνισμούς με αναποτελεσματική στρατηγική αγοράς. Ας ελπίσουμε όμως ότι αυτό το πεδίο εξελίσσεται καθώς διαβάζετε αυτό το άρθρο και έχει ένα μεγάλο περιθώριο μπροστά. Όλα εξαρτώνται από το πώς αποφασίζει κανείς να χρησιμοποιήσει αυτήν την τεχνολογία.