3D打印,增材印刷或立体平版印刷,如果您遇到这些术语并眨了眨眼,那么您可能希望通读这篇文章,以了解3D打印这个令人惊叹的世界。3D打印是一个快速扩展的领域,随着3D打印机的普及和使用每天都在增长。在本文中,我们将尝试向新手介绍3D打印机,以及如何从中受益,以及将来它将如何改变现状。
所以!!什么是3D打印,它如何工作?
3D打印或增材制造是从数字文件中制作三维立体对象的过程。它使用打印机之类的机器来熔化材料(通常是塑料),然后以预定方式将其倒在底座上,从而创建连续的层以使其成为3维的。为简单起见,打印机会逐片构建一条面包。
有多种类型的3D打印技术可用,但最常用的是立体光刻(SLA),因为与其他技术相比,它更便宜。
本机可以通过以下步骤将任何3D设计文件转换为3D对象。
- 软件会检查3D文件,以查看是否可打印。
- 然后,该软件会对文件进行切片并将其发送到计算机。
- 塑料细丝穿过打印头。
- 细丝熔化,然后将其头部沉积在构建平台上。
- 头部四处移动,以沉积材料,从而构成对象的底部。
- 头部返回其初始位置,构建平台降低。
- 然后,头部在第一层之上构建新层,并重复进行直到完成对象。
3D打印在市场上是新的吗?
不,绝对不是!!仅仅因为3D打印这些天已经引起了更多关注,但这并不是Idea或技术是新的。您会惊讶地发现,这一切始于1980年底,其中创造了术语“增材制造”,它基本上用于快速原型制作。但是在2014年左右,随着低成本3D打印机的兴起,这项技术已成为业余爱好者,学习者,高科技企业家,发明家,发明家,教师,研究人员的颠覆性运动。因此,它具有广阔的市场和广阔的未来空间。
最初用于帮助宇航员的3D打印机。对于团队来说,很难打包他们在项目中需要的所有工具和材料。拥有多余的工具会增加航天飞机的重量,最终增加燃油消耗。因此,他们提出了一个想法,即将3D打印机与宇航员一起送到太空,当他们需要使用任何工具或材料时,他们只需要单击STL文件并进行打印即可。如果要进行任何紧急和新设计,则将在基站中进行设计,并将其发送给工作人员以进行打印。但是随着技术的发展变化,现在每个家庭都可以负担得起打印机。
“但是现在很多人把3D打印看作是另一种制造对象的方法,这会犯错误,它只是以速度和准确性为代价,提供了更大的形状灵活性。但这只是3D打印的狭is观点。概念3D打印更像是数字,离散和自由形式的制造,基本假设是,一旦您能够“切成薄片”并切入想要的对象并将小块逐层排列,则应用和含义将变得无限。塑料,电子产品,食品甚至人体组织,对于当前的大规模生产方法而言,任何复杂的事情(足够复杂以有效地创建单个单位的成本),现在都有可能实现 。”
如何开始使用3D打印机?
由于最新技术已将3D打印机的价格降低到足以使普通人购买和使用3D打印机的价格,因此3D打印不再是魔术或工业级设备。现在有了在线论坛和设计,任何可以操作计算机的人都可以发挥他的想象力。就像激光打印机在我们家庭中变得越来越普遍一样,这些3D打印机尚未进入我们的房屋或工作场所。因此,让我们看看如何开始3D打印,要进行任何打印,请遵循以下四个简单步骤:
1. 3D CAD建模
2.切片和其他设置。
3.逐层打印
4.完成部分
3D CAD建模:
是的,为了使用打印机进行打印,您必须设计它们的建模软件。
如果您是专业设计师,则可以使用任何能够将文件保存为.STL(Stereolithography)或.OBJ(object)的建模软件。一旦创建了设计,就可以进入切片阶段。由于您可以完成完整的设计,因此您可以在这里随意更改,编辑或调整设计。
如果您是一名学习者,那么有大量免费的开源软件可供您使用。就像放置积木一样。如果您的设计太好,您也会通过一些在线社区付费。
如果您是新手,并且不知道如何设计3D模型,请放心,不用担心!..有许多网站提供免费的STL文件。这些文件经过设计人员的测试和打印,因此它可靠并且易于打印。这些文件的唯一限制是它们采用.STL格式(大多数)。无法按照我们喜欢的方式自定义此格式,但即使如此,它也可以在切片软件的帮助下进行调整。如果您是绝对的初学者,那么我们建议您从市场上一些可用的设计开始。
设计完成后,3D建模软件的工作就结束了。现在,文件已发送到Slicing软件,在该软件中打印机可以进行打印了。
切片和其他设置:
设计的模型必须转换为称为G代码的一系列代码,打印机才能识别它并开始打印。这部分称为切片。打印质量取决于此处进行的设置。在开始讨论之前,让我们熟悉3D打印机的真正复杂程度!!!!
3D打印不是魔术!
如果您仍然对3D打印机的实际工作方式感到困惑或惊讶,请相信我,这不是一门火箭科学。许多学生尝试成功地自己构建3D打印机。在接下来的几段中,我将介绍基本3D打印机的各个部分,这些部分将帮助您更好地理解打印机。
下图显示了3D打印机的典型部件。
该挤出机是在我们的打印机中最重要的组成部分。这是长丝熔化并挤出的地方。挤出机由细管组成,细丝通过步进电机推动通过细管。它由通常称为热端的加热材料来加热细丝,加热的细丝被推到喷嘴外,类似于将牙膏从喷嘴中挤出。当细丝熔化时,步进电机将细丝推入内部,细丝将作为线轴安装在线轴支架上。
灯丝种类繁多,每月都有更多种类的产品进入市场。每根长丝都有其直径和印刷温度,最常用的一条PLA的温度为180-210摄氏度。
完整的挤出机设置安装在可移动的导轨上。随着长丝融化并出来,挤出机被存在于所需方向上的其他步进电机(沿红色箭头方向)移动,并在基板上打印。
现在,我们对打印机的工作原理有了一些基本了解,让我们回到SLICING软件。最常用的软件是Cura,此软件主要是为名为Ultimaker的打印机创建的。但是自从它成为免费开放源代码以来,那里的大多数打印机都开始使用Cura。
在该软件中,打印设置的发送方式与激光打印机一样。在这里,我们可以缩放,对齐和调整打印模型的方向。其他关键设置,例如温度,缩回速度,细丝喷嘴直径的流量等,都使用此软件提供给打印机。
图层-明智打印:
根据设置,打印所需的打印时间和材料长度将由软件本身显示,如下图所示。在这里,打印时间为1小时14分钟,所用材料为10克。该图片的其他设置也可以在图片中找到
。
加载STL文件并完成设置后,可以使用此软件来可视化如何使用“图层”选项进行打印,如下图所示。当打印此印刷品的第78层时,其外观或印刷方式将看起来像。蓝色线表示挤出机的路径。
完成此操作后,可以将文件转换为G代码,然后将其输入打印机进行打印。就是这样,您的模型将在上述时间打印。
这么难吗?
3D打印的未来是什么?
但是3D打印确实有其自身的挑战。它的运行速度慢,产品中的机械缺陷和材料选择限制(主要是塑料)。由于3D打印机的运行速度较慢,制造公司可能会因效率低下的进入市场策略而输给竞争对手。但是希望您在阅读本文时,这个领域正在不断发展,并且具有广阔的前景。这完全取决于人们如何决定使用这项技术。