Mewn byd lle mae technoleg yn ail -lunio'r hyn sy'n bosibl yn gyson, mae argraffu 3D yn sefyll allan fel un o ddatblygiadau arloesol mwyaf trawsnewidiol ein hamser. Rwyf wedi gwylio'r dechnoleg hon yn esblygu o beiriannau clunky, drud yn cynhyrchu prototeipiau garw i argraffwyr bwrdd gwaith lluniaidd gan greu popeth o emwaith arfer i brostheteg swyddogaethol. P'un a ydych chi'n hobïwr chwilfrydig, yn fyfyriwr, neu'n weithiwr proffesiynol sy'n edrych i ehangu'ch sgiliau, bydd y canllaw cynhwysfawr hwn yn eich cerdded trwy'r broses hynod ddiddorol o argraffu 3D.
Beth yw argraffu 3D?
Mae argraffu 3D, a elwir hefyd yn weithgynhyrchu ychwanegion, yn broses o greu gwrthrychau tri dimensiwn trwy adneuo deunyddiau fesul haen yn ôl dyluniad digidol. Yn wahanol i weithgynhyrchu traddodiadol sy'n aml yn cynnwys torri deunydd i ffwrdd (gweithgynhyrchu tynnu), mae argraffu 3D yn adeiladu gwrthrychau o'r gwaelod i fyny, gan ganiatáu ar gyfer geometregau cymhleth a fyddai'n amhosibl gyda dulliau confensiynol.
Mae'r dechnoleg wedi dod yn bell ers ei sefydlu yn yr 1980au. Bellach gellir cyflawni'r hyn a oedd unwaith yn gofyn am offer maint diwydiannol sy'n costio cannoedd o filoedd o ddoleri gydag argraffydd 3D bwrdd gwaith sy'n ffitio'n gyffyrddus yn eich swyddfa gartref.
Mathau o brosesau argraffu 3D
Modelu Dyddodiad Fused (FDM)
FDM yw'r dechnoleg argraffu 3D fwyaf cyffredin a fforddiadwy ar gyfer dechreuwyr. Mae'n gweithio trwy gynhesu ffilament thermoplastig nes ei fod yn toddi, yna ei allwthio yn union trwy ffroenell i adeiladu gwrthrychau fesul haen. Meddyliwch amdano fel gwn glud poeth manwl iawn yn symud mewn tri dimensiwn.
Ymhlith y deunyddiau a ddefnyddir yn gyffredin wrth argraffu FDM mae:
- PLA (Bioddiraddadwy a Hawdd i'w Argraffu)
- Abs (gwydn ond mae angen awyru)
- PETG (yn cyfuno cryfder yn rhwydd i'w argraffu)
- TPU (ffilament hyblyg ar gyfer rhannau tebyg i rwber)
Stereolithograffeg (CLG)
Mae argraffu CLG yn defnyddio resin hylif sy'n caledu pan fydd yn agored i donfeddi golau penodol. Mae laser neu daflunydd yn gwella pob haen o resin wrth i'r platfform adeiladu godi neu ddisgyn yn raddol. Mae printiau CLG yn cynnig manylion eithriadol a gorffeniadau arwyneb llyfn, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer gemwaith, cymwysiadau deintyddol, a modelau manwl iawn.
Sintring laser dethol (SLS)
Mae Technoleg SLS yn defnyddio laser pwerus i sinter deunydd powdr (neilon yn nodweddiadol) i mewn i strwythur solet. Mae'r powdr heb ei drin yn cefnogi'r rhan wrth argraffu, gan ddileu'r angen am strwythurau cymorth. Oherwydd ei gost a'i gymhlethdod, defnyddir y broses hon yn bennaf mewn lleoliadau diwydiannol.
Ymasiad aml-jet (mjf)
Wedi'i ddatblygu gan HP, mae MJF yn adneuo asiantau asiantau ar wely o ddeunydd powdr, sydd wedyn yn agored i wres i solidoli. Mae'n adnabyddus am gynhyrchu rhannau swyddogaethol unffurf gydag eiddo mecanyddol rhagorol.
Toddi laser dethol (SLM)
Argraffydd SLM 3DYn defnyddio laser pwerus i doddi powdrau metel yn llawn, gan greu haen rhannau metel trwchus wrth haen. Mae'r dechnoleg hon yn hanfodol ar gyfer cymwysiadau awyrofod, modurol a meddygol lle mae angen rhannau metel â geometregau cymhleth.
Manteision a datblygu argraffu 3D
Mae esblygiad argraffu 3D wedi dod â nifer o fanteision ar draws gwahanol feysydd:
Prototeipio cyflym
Un o'r buddion mwyaf arwyddocaol yw'r gallu i ailadrodd dyluniadau yn gyflym. Bellach gellir cyflawni'r hyn a gymerodd wythnosau mewn gweithgynhyrchu traddodiadol mewn oriau. Rwyf wedi gweld cylchoedd datblygu cynnyrch yn crebachu'n ddramatig gan y gall timau brofi, addasu ac ailargraffu dyluniadau mewn un diwrnod.
Addasu ar raddfa
Mae argraffu 3D yn rhagori ar gynhyrchu eitemau wedi'u haddasu heb y cyfyngiadau gweithgynhyrchu traddodiadol. Mae hyn wedi chwyldroi diwydiannau fel gofal iechyd, lle gellir creu mewnblaniadau a phrostheteg sy'n benodol i gleifion gyda manwl gywirdeb digynsail.
Llai o wastraff deunydd
Yn wahanol i brosesau gweithgynhyrchu tynnu sy'n torri deunydd i ffwrdd, mae argraffu 3D yn defnyddio'r deunydd sydd ei angen ar gyfer y rhan ei hun yn unig (ynghyd â chefnogaeth mewn rhai achosion), gan arwain at lawer llai o wastraff.
Cymwysiadau o ddefnyddiau argraffu 3D
Arloesiadau meddygol
O fodelau anatomegol ar gyfer cynllunio llawfeddygol i feinweoedd ac organau bioprintio, mae argraffu 3D yn trawsnewid gofal iechyd. Mae aligners deintyddol, cymhorthion clyw a phrostheteg bellach yn cael eu cynhyrchu fel mater o drefn gan ddefnyddio amrywiol dechnolegau argraffu 3D.
Awyrofod a modurol
Mae cydrannau cymhleth, ysgafn a fyddai'n amhosibl eu cynhyrchu yn draddodiadol bellach yn cael eu hargraffu 3D ar gyfer awyrennau a cherbydau. Mae'r rhannau hyn yn aml yn cynnwys strwythurau mewnol sy'n gwneud y gorau o gymarebau cryfder-i-bwysau.
Cynhyrchion Defnyddwyr
Mae'r diwydiant ffasiwn wedi coleddu argraffu 3D i greu gemwaith unigryw, ategolion, a hyd yn oed dillad. Mae addurniadau cartref, teganau, ac eitemau cartref swyddogaethol hefyd yn cael eu cynhyrchu fwyfwy trwy weithgynhyrchu ychwanegion.
Addysg
Mae ysgolion a phrifysgolion yn ymgorffori argraffu 3D yn eu cwricwlwm, gan ganiatáu i fyfyrwyr ddod â'u syniadau yn fyw a deall cysyniadau mewn peirianneg, dylunio a gweithgynhyrchu yn well.
Sut i argraffu 3D?
Cam 1: Creu neu ddod o hyd i ddyluniad
Mae pob print 3D yn dechrau gyda model 3D digidol. Gallwch greu eich un eich hun gan ddefnyddio meddalwedd CAD (dylunio gyda chymorth cyfrifiadur) fel Fusion 360, TinkerCad, neu Blender. Fel arall, mae gwefannau fel Thingiverse, Printables, a Cults3D yn cynnig miloedd o fodelau am ddim a thâl yn barod i'w lawrlwytho.
Ar gyfer dechreuwyr, rwy'n argymell dechrau gyda'r dyluniadau presennol wrth i chi ddysgu'r broses argraffu. Bydd gennych ddigon o amser i blymio i fodelu 3D unwaith y byddwch yn deall galluoedd a chyfyngiadau eich argraffydd.
Cam 2: Paratowch eich model ar gyfer argraffu (sleisio)
Ar ôl i chi gael model 3D, bydd angen i chi ei baratoi ar gyfer argraffu gan ddefnyddio meddalwedd sleisio. Ymhlith yr opsiynau poblogaidd mae Cura, Prusaslicer, a Simplify3D. Mae'r slicer yn trosi'ch model 3D yn gyfarwyddiadau cod-G sy'n dweud wrth eich argraffydd 3D yn union sut i adeiladu'r haen gwrthrych wrth haen.
Yn ystod y sleisio, byddwch chi'n gosod paramedrau hanfodol fel:
Cam 3: Paratowch eichArgraffydd 3D
Cyn ei argraffu, gwnewch yn siŵr bod eich argraffydd wedi'i raddnodi'n iawn. Mae hyn yn nodweddiadol yn cynnwys:
- Uchder haen (yn effeithio ar fanylion ac amser argraffu)
- Cyflymder Argraffu
- Gosodiadau Tymheredd
- Canran Mewnlenwi (dwysedd mewnol)
- Strwythurau Cefnogi
- Lefelu'r plât adeiladu
- Llwytho ffilament
- Gwirio bod y ffroenell yn lân
- Cymhwyso datrysiad adlyniad ar yr arwyneb adeiladu os oes angen
Cam 4: dechrau argraffu
Trosglwyddwch eich ffeil G-Code i'ch argraffydd (trwy gerdyn SD, USB, neu Wi-Fi, yn dibynnu ar eich argraffydd) a dechreuwch y print. Mae gan y mwyafrif o argraffwyr ryngwyneb arddangos lle gallwch ddewis eich ffeil a chychwyn argraffu.
Cam 5: Monitro'r broses
Er bod argraffwyr modern yn eithaf dibynadwy, mae'n arfer da monitro'r ychydig haenau cyntaf i sicrhau adlyniad cywir i'r plât adeiladu. Ar ôl hynny, gall gwiriadau cyfnodol helpu i ddal unrhyw faterion cyn iddynt ddifetha'ch print.
Cam 6: ôl-brosesu
Ar ôl i'r argraffu gael ei gwblhau, efallai y bydd angen gorffen rhywfaint ar eich rhan:
- Dileu strwythurau cymorth
- Tywodio arwynebau garw
- Llyfnhau aseton (ar gyfer abs)
- Paentio neu dechnegau gorffen eraill
Awgrymiadau Cyffredinol ar gyfer Argraffu 3D Diogel
Materion Awyru
Sicrhewch awyru digonol bob amser, yn enwedig wrth argraffu gyda deunyddiau fel ABS a all ryddhau mygdarth a allai fod yn niweidiol. Os yn bosibl, rhowch eich argraffydd mewn ystafell wedi'i hawyru'n dda neu ystyriwch adeiladu lloc gyda hidlo aer.
Diogelwch Tân
Er eu bod yn brin, gall tanau argraffydd 3D ddigwydd. Peidiwch byth â gadael eich argraffydd heb oruchwyliaeth yn llwyr am gyfnodau estynedig, yn enwedig printiau dros nos. Ystyriwch fuddsoddi mewn synhwyrydd mwg yn benodol ar gyfer eich ardal argraffu.
Dechreuwch yn syml
Dylai eich printiau cyntaf fod yn wrthrychau cymharol syml gyda gwaelodion gwastad a rhai sy'n bardduo lleiaf posibl. Wrth i chi ennill profiad, gallwch fynd i'r afael yn raddol â dyluniadau mwy cymhleth.
Ymunwch â'r gymuned
Mae'r gymuned argraffu 3D yn hynod gefnogol. Mae fforymau, cymunedau reddit fel r/3dprinting, a lleoedd gwneuthurwyr lleol yn adnoddau rhagorol ar gyfer datrys problemau ac ysbrydoliaeth.
Cwestiynau Cyffredin
Alla i 3d argraffu beth bynnag rydw i eisiau?
Er bod argraffu 3D yn cynnig rhyddid aruthrol, mae cyfyngiadau yn seiliedig ar alluoedd, eiddo materol ac ystyriaethau cyfreithiol eich argraffydd. Er enghraifft, gall argraffu arfau neu ddyluniadau hawlfraint fod yn anghyfreithlon yn eich awdurdodaeth.
Faint mae'n ei gostio i argraffu 3D?
Mae argraffwyr FDM lefel mynediad yn cychwyn tua $ 200-300, gyda ffilament yn costio tua $ 20-30 y cilogram. Mae'r gost fesul print yn dibynnu ar faint, dwysedd mewnlenwi, a'r deunydd a ddefnyddir, ond mae'r mwyafrif o wrthrychau bach i ganolig yn costio ychydig ddoleri yn unig mewn deunydd.
Pa mor hir mae'n ei gymryd i brint 3D?
Mae amseroedd print yn amrywio'n ddramatig yn seiliedig ar faint, cymhlethdod a gosodiadau ansawdd. Efallai y bydd gwrthrychau bach, syml yn argraffu mewn 30 munud, tra gallai printiau mwy, manwl gymryd 24+ oriau. Yn gyffredinol, daw argraffu cyflymach ar draul ansawdd.