Wat is een 3D-printer

Een van de meest veelbelovende trends in de moderne wereld is het creëren van driedimensionale objecten met behulp van 3D-printen. Met printtechnologie kunt u vrij complexe en gedetailleerde producten maken. Tegenwoordig is het gebruik van 3D-printen niet alleen mogelijk op productielocaties, maar ook thuis; hiervoor volstaat het om een ​​3D-printer aan te schaffen.

Wat is een 3D-printer?

Een driedimensionale printer is een apparaat dat objecten kan maken op basis van gemaakte digitale 3D-modellen. Producten worden verkregen door het laag voor laag aanbrengen van materiaal. Als basis worden thermoplastische en fotopolymeerharsen gebruikt, maar met de ontwikkeling van de technologie neemt het aantal materialen dat als grondstof wordt gebruikt toe.

De productieprocedure ziet er als volgt uit:

1. Het proces van het maken van een 3D-model vindt plaats, d.w.z. er wordt een visueel beeld van het toekomstige product ontwikkeld met behoud van alle verhoudingen. Het model wordt gemaakt met behulp van gespecialiseerde software.
2. Nadat u het model heeft gemaakt, moet u het bestand verwerken. De verwerking bestaat uit het omzetten van het bestand in een digitale code die het hele model in vele parallelle lagen verdeelt. Op deze manier worden opdrachten gegenereerd voor het 3D-apparaat, dat het materiaal distribueert om het object te maken.
3. De laatste fase is het 3D-printen van het product, d.w.z. het proces waarbij een product ontstaat door laag voor laag materiaal aan te brengen.Het proces wordt uitgevoerd met behulp van een printkop (extruder), die langs de 0Y- en 0X-assen beweegt, d.w.z. het materiaal wordt alleen langs het horizontale vlak aangevoerd in overeenstemming met de programmacode van de laag. Om de volgende laag aan te brengen, beweegt de extruder langs de verticale geleiding (langs de 0Z-as) op een afstand gelijk aan de grootte van de laag. Daarna wordt de volgende horizontale laag aangebracht.

Referentie: Het drukproces kan verschillen afhankelijk van de productietechnologie, maar het algemene proces van het maken van producten bestaat uit het laag voor laag aanbrengen van het materiaal.

Soorten 3D-printers

Apparaten zijn verdeeld afhankelijk van het unieke karakter van het afdrukproces, d.w.z. over de gebruikte technologie. De meest voorkomende printmethoden zijn FDM (Fused Deposition Modeling) en SLA (laserstereolithografie).

Directionele modelleringstechnologie is een van de eerste printmethoden die opduikt. Thermoplastisch wordt gebruikt als materiaal voor het maken van voorwerpen in de vorm van gewikkelde breinaalden of draden op een spoel. De afdrukmethode is als volgt:

1. De spoel of het filament wordt in de extruder geïnstalleerd. Onder invloed van het verwarmingsapparaat begint het materiaal te smelten en stroomt het door het kanaal naar het werkoppervlak.
2. De extruder beweegt langs gespecificeerde coördinaten in overeenstemming met een digitale code. De productie vindt plaats in lagen ten opzichte van het horizontale vlak.
3. Bij de vervaardiging van complexe producten worden twee materialen gebruikt: hoofd- en hulpmaterialen. Het product is gemaakt met basismateriaal. Het hulpmateriaal is bedoeld om tijdelijke steunen te creëren, maar ook om de holle ruimte van het product op te vullen. OmdatDe printer is niet in staat om zonder reden een object in de lucht te printen.

Referentie: Het hulpmateriaal wordt vervolgens met een speciaal oplosmiddel verwijderd of gemakkelijk afgebroken.

Producten gemaakt met behulp van FDM-technologie hebben een goede mechanische en chemische sterkte. Dergelijke eigenschappen worden bereikt door het gebruik van thermoplastische materialen van industriële kwaliteit. Bovendien is deze technologie licht van gewicht en geschikt voor thuisgebruik.

SLA-technologieën, of stereolithografie, printen producten met behulp van vloeibare fotopolymeerharsen die uitharden onder invloed van een energiebron in de vorm van een laser. Met deze methode hebben producten een hoge nauwkeurigheid (tot 15 micron). Objecten worden als volgt afgedrukt:

1. Het werkoppervlak wordt in een container met fotopolymeervloeistof neergelaten tot de diepte van één laag;
2. De energiebron (laser) snijdt de vorm van het object volgens de gegeven objectcoördinaten;
3. Er vindt een polymerisatieproces plaats waardoor verharding op de contactpunten optreedt;
4. De procedure wordt voor elke laag herhaald totdat het object is geproduceerd;
5. Na productie wordt het model ondergedompeld in een container met een speciale oplossing om het te reinigen van hulpelementen;
6. De laatste fase is ultraviolette bestraling om het proces van productvorming te versnellen.

Stereolithografie is een van de modernste technologieën, maar vereist dure materialen. Er zijn ook minder bekende soorten drukwerk:

SlS (selectief lasersinteren) Het principe van het maken van een object is het aanbrengen van een dunne laag materiaal in de vorm van een poeder op het werkgebied, dat onder invloed van een laser wordt gesinterd.Het belangrijkste voordeel van deze methode is de afwezigheid van de noodzaak om hulpelementen te gebruiken, maar er is een extra warmtebehandeling voor nodig. Niet bedoeld voor gebruik in huishoudelijke omstandigheden.

EBM (elektronenbundelsmelten). De technologie is vergelijkbaar met selectief lasersinteren, maar het product wordt in een vacuüm gemaakt en vereist geen extra warmtebehandeling.

Driedimensionaal printen omvat een 3D-pen. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met FDM-technologie, maar heeft een meer miniatuuruiterlijk en wordt gebruikt om tekeningen met een driedimensionaal effect te maken.

Wat kan een 3D-printer doen?

Tegenwoordig wordt 3D-printen op bijna alle gebieden van het leven gebruikt. Er zijn voorbeelden van het maken van culinaire gerechten met behulp van 3D-printen. Voor complexere structuren in alle sectoren worden delen van enige complexiteit gecreëerd. Maar het meest relevante en noodzakelijke gebied is nog steeds de geneeskunde.

Verschillende bedrijven ontwikkelen organische simulanten die natuurlijke stoffen praktisch kunnen vervangen. Ook op het gebied van gewrichtsvervanging kan 3D-printen helpen. De meest voorkomende toepassing van driedimensionale productie is in de tandheelkunde. Naast protheses worden printers gebruikt om orgelmodellen te maken. De mogelijkheden van 3D-printen nemen toe en worden elke dag toegankelijker.

3D-printers helpen niet alleen mensen, maar ook dieren. Een van de bekende gevallen is de creatie van een schild voor een schildpad die gewond raakte bij een bosbrand. Zo heeft de nieuwe schaal het leven van het dier gered, en er zijn veel van dergelijke gevallen. Een ander uniek geval is een beenprothese voor een olifant. Het unieke van de zaak ligt in het feit dat protheses voor olifanten praktisch niet worden gemaakt vanwege het grote gewicht van het dier.

Met moderne printtechnologie kunt u zelfs een heel gebouw creëren. De bouw van het kleine huis (37 m²) kostte de onderzoekers slechts 24 uur en kostte de helft van de kosten van de conventionele methode.