3D modeliavimas šiandien yra labai populiari, besivystanti ir daugiafunkcinė kryptis kompiuterių pramonėje. Virtualių kažkokių modelių kūrimas tapo neatsiejama šiuolaikinės gamybos dalimi.
Šiuolaikinės technologijos nestovi vietoje ir kiekvieną dieną įvairiose mokslo srityse išrandami nauji daiktai. Viena iš tokių žinių yra 3D spausdintuvas. Išradus šį prietaisą, galima sukurti unikalius 3D modelius, kuriuos naudoti galima bet kurioje pramonėje, pradedant statybomis ir baigiant medicina.
3D spausdintuvo istorija ir kas tai yra?
Iš tikrųjų pramoniniai 3D spausdintuvai atsirado labai seniai, tačiau jų egzistavimas nebuvo taip reklamuojamas plačiajai visuomenei. Pirmasis 3D modelis pasirodė dar 1985 m. Spausdintuvas buvo šiek tiek funkcionalus ir atspausdintas nespalvotai. Jau 1988 m. Pradėti gaminti spalvoti modeliai. Šiuo metu yra labai daug modelių, kurie dirba su įvairiausiomis medžiagomis. Dar 2000 m. 3D spausdintuvai galėjo dirbti tik su ABC plastiku. Ir šiandien medžiagų asortimentas išsiplėtė iki kelių šimtų medžiagų. Tai apima: akrilą, betoną, hidrogelį, popierių, gipsą, ledą ir kt.
Jau 2005 m. Pasirodė spausdintuvo modelis, leidęs sukurti spalvotus modelius. Šis prietaisas galėjo atspausdinti daugumą modelio komponentų. 2014 m. Pasirodė pirmasis spausdintuvas su didžiuliu spausdinimo plotu. Ši plėtra leidžia sukurti neriboto dydžio modelius. Jau bandyta atspausdinti betono namą visu dydžiu.
Tokiai konstrukcijai pastatyti prireikė ne daugiau kaip dienos. Jau 2016 m. Dubajuje buvo pristatytas pirmasis 3D spausdintas pastatas. 2017 m. Vasario mėn. Rusija taip pat pristatė namą, atspausdintą tik statybvietėje. Šiais metais taip pat buvo sukurtas šešių ašių spausdintuvas, su kuriuo sudėtingus elementus bus daug lengviau atspausdinti nereikalaujant atraminių konstrukcijų. Šiuo metu tobulėja spausdintuvai, galintys spausdinti žmogaus organus, protezus, implantus, automobilių kėbulus ir net maistą.
Taigi, kas yra 3D spausdintuvas ir kokias funkcijas jis atlieka?
3D spausdintuvas yra specialus įrenginys, skirtas kurti erdvinius modelius. Naudodamiesi šia mašina, galite sukurti įvairių dydžių trimačius modelius. Dėl informacijos pateikimo trimatėje formoje visi gauti objektai turi tikrus fizinius parametrus.
Kaip veikia 3D spausdintuvas ir kaip kuriami tikri 3D modeliai?
Jei apibūdintume 3D spausdintuvo darbą bendrai, yra keli pagrindiniai jo darbo etapai:
- 3D modelio sukūrimas grafikos programoje. Šiame etape modelis sukuriamas kompiuteryje naudojant specialius virtualius šablonus.
- Modelio padalijimas į sluoksnius.
- Kitas etapas yra susijęs su paties spausdintuvo veikimu. Jis sudaro sluoksnio po sluoksnio specialių miltelių masę, kuri naudojama tolesniam modelio formavimui. Sukuriama speciali kamera, kuri užpildoma plastikine medžiaga.
- Po kiekvieno sluoksnio medžiaga sutepama lipniu sluoksniu, kuris būsimam modeliui suteikia tvirtumo.
3D modeliavimo tipai
Šioje srityje šiuolaikinės technologijos vystosi keliomis kryptimis:
- stereolitografijos technologijos, kurios sutrumpintai vadinamos STL. Failo formatas, plačiai naudojamas trijų matmenų objektų modeliams laikyti, skirtas naudoti papildomose technologijose.
- termoplastiko taikymo būdai - FDM. Modelių modeliavimas naudojant sluoksniuotą sluoksnį.
- lazerinis sukepinimas - SLS. Technologija (SLS) apima vieno ar kelių lazerių (dažniausiai anglies dioksido) naudojimą miltelinės medžiagos dalelėms sukepinti, kad susidarytų trimatis fizinis objektas.
Šiandien sluoksnio po sluoksnio nusodinimo būdas yra populiariausias ir plačiausiai naudojamas pramonėje.
Pagrindiniai šio metodo pranašumai yra šie:
- aukštos kokybės ir nebrangių medžiagų naudojimas;
- paprasta operacijos technika;
- naudojamų medžiagų ekologiškumas.
Lazerio stereolitografija
Šis 3D modeliavimo tipas plačiai naudojamas dantų protezavimui. Išskirtinis šios rūšies spausdinimo bruožas yra aukštos kokybės objektų gamyba. Tokie rezultatai pasiekiami naudojant matmenų tinklelyje veikiančią įrangą, kuri apskaičiuojama mikronų vienetais.
Kaip tokia įranga veikia?
Funkcinė tokios įrangos dalis yra pagrįsta ultravioletiniais LED projektoriais. Šių 3D spausdintuvų viduje yra subtilūs veidrodžiai, užtikrinantys tikslų sijų nukreipimą. dėl to įvyksta ne nuoseklus, o visiškas kontūro sluoksnių poveikis.
Lazerio sukepinimas
Lazerio sukepinimas arba SLS technologija yra dar viena lazerinio modeliavimo rūšis. Veikimui tokiuose įtaisuose naudojamas mažai lydantis plastikas. Unikalios plėtros pagrindas yra galingas lazeris, kuris kontūrus nubrėžia ant plastikinio pagrindo, sulydydamas medžiagą. Procesas kartojamas tol, kol gaunamas visas modelis. reikšmingas lazerinio sukepinimo trūkumas yra gautų modelių poringumas. tačiau tai jokiu būdu neturi įtakos stiprumui. manoma, kad šiuo metodu gauti modeliai yra patvariausi. Diegimas lazeriniam sukepinimui turi gana didelę kainą, o pats modelio formavimo procesas užtrunka ilgą laiką.
Kokios medžiagos naudojamos kuriant 3D modelius?
Kaip jau minėta, pagrindinė 3D spausdintuvuose naudojama medžiaga yra termoplastinė. Jis pateikiamas dviem formatais: ABS ir PLA. Be to, paplito tokios medžiagos kaip nailonas, polietilenas, polikarbonatas ir kitos pramonėje naudojamos medžiagos.
Daugelyje 3D spausdintuvų reikia maišyti kelių tipų medžiagas, derinant jų fizines ir chemines savybes.
Įrenginiai, kuriuose darbams naudojami metalai, yra sudėtingesni. Technologijų skirtumas susijęs su spausdinimo galvutės funkcijomis, kurios veikia kompiuterio programos pagrindu. Su jo pagalba tomis vietomis, kur rodo kompiuterio programa, padedama klijuojanti lipni masė. Tada galva uždengia ploną metalinių miltelių sluoksnį visoje darbo vietoje. Tai yra, metalas netirpsta, kaip yra plastikų atveju, bet yra klijuojamas ir klijuojamas kartu sluoksniais mažiausių dalelių pavidalu.
Įdomūs faktai apie 3D spausdintuvus
- 3D spausdinimas naudojamas ne tik pramonėje, jis plačiai naudojamas medicinoje, kulinarijoje ir net kosminėje erdvėje.
- Kiekvienais metais 3D spausdintuvų kaina tampa mažesnė ir prieinamesnė. Netrukus ši technologija bus prieinama beveik visiems.
- Pirmasis 3D modelis buvo sukurtas 1984 m. Jį Chuckas Hillas gavo kaip stereolitografijos rezultatą.
- Ne taip seniai dirbtiniai organai buvo sukurti naudojant 3D spausdintuvą. Pirmieji modeliai buvo ausų protezai.
- Artimiausiu metu mokslininkai ketina atsispausdinti pirmąjį žmogaus modelį.
- 3D modeliavimas padės sumažinti gamybos sąnaudas, todėl gamyklos gamyba netrukus taps nuostolinga.
- 3D technologijos kinematografijoje buvo naudojamos labai ilgai, kad būtų sukurti realistiški modeliai.
- Mokslininkai siūlo, kad naudojant 3D modeliavimą galima sukurti robotus, kurie vietoj žmonių tyrinės kosmosą.
- 3D suknelių modeliai jau buvo parodyti pasauliui. Modelis Dita Von Teese tapo pirmąja žvaigžde, vilkėjusia 3D spausdintą suknelę.
