3D drukāšana

3D drukāšana ir process, kurā no digitāla faila tiek izveidots reāls, trīsdimensionāls, aptaustāms objekts. 3D drukāšanā tiek izmantota slāņu klāšanas metode, kurā drukājamais objekts tiek izveidots, klājot vairākus divdimensionālus slāņus, kuri ir šī printējamā objekta horizontāli šķērsgriezumi. 

Pēc formas un funkcijām 3D drukāšana ir līdzīga drukāšanai ar tintes printeriem, bet 3D printeri rada priekšmetus, kas ir sataustāmi un apskatāmi no visām pusēm, tādējādi tie ir reāli objekti, kurus pēc tam var izmantot dažādām vajadzībām. 3D printēšanas pamatideja ir tieši tāda pati, kā parastam printerim, kas apdrukā lapas ar tinti. Informāciju iekārta nolasa no 3D modeļa – parastajos printeros ievieto krāsu kartridžus, bet 3D ievieto pulverveida vai stieples veida vielu, šķidrumu vai polimēru presēšanas šķiedras, kuras, lāzeram sadedzinot, sacietina attiecīgo vielu atbilstoši CAD programmā ievadītajai informācijai.

3D printeru vēsture 
1983.g. Čaks Halls rada stereolitogrāfiju (3 dimensiju modeļu veidošana ar ultravioletās gaismas palīdzību), šajā gadā izgudro arī CD un videokameras.
1986.g. Č.Halls izveido uzņēmumu 3D Systems, izgudro .stl faila formātu, kas ļauj projektētās detaļas izprintēt.
1999.g. pirmie mēģinājumi veidot cilvēka orgānus, izmantojot cilvēka šūnas un 3D printēšanu.
2002.g. izveido miniatūru darbojošos nieri, kas spēj filtrēt asinis
2006.g. SLS tehnoloģiju sāk izmantot masu pasūtījumos detaļu, protēžu izgatavošanā. Tiek izveidota iekārta, kas var izmantot dažādus materiālus detaļu izgatavošanai.
2008.g. - mākslinieki, arhitekti, dizaineri sāk izmantot 3D printerus dizaina elementu izgatavošanā.
2009.g. 3D printeru DIY (Do It Yourself - dari pats ) komplekti pārdošanā.

3D darbības princips 
 Izveidojiet modeli jebkurā 3D modelēšanas programmā vai lejupielādējiet to no kādas interneta vietnes;
 Izmantojiet atbilstošu programmu, lai sagatavotu modeli,  drukāšanai jāiestata uzstādījumus- printēšanas kvalitāti, izšķirtspēju un dimensijas;
 Jāizvēlās materiāls, no kura tiks veidots modelis;

3D printeru pielietojums

Ražošana 
3D printeris vēsturiski veidots ar mērķi izgatavot ražošanas prototipus. Izmantojot fiziskus prototipus, iespējams samazināt laiku un izmaksas produkta attīstībai. Šodien ar 3D printeri iespējams izgatavot unikālus izstrādājumus ļoti augstā kvalitātē. Pieejamo materiālu klāsts ir ļoti plašs - sākot no polimēriem (ABS, PLA ...) līdz pat metāliem un to sakausējumiem (titāns ....).

Medicīna 
Ar speciālajiem biomateriāliem ir iespējams izdrukāt ādas fragmentus un orgānus. 3D printeris spēj izgatavot personalizētus izstrādājumus - piemērotus konkrētam cilvēkam. Zobārstniecībā 3D printeri izmanto zobu protēžu izgatavošanā.

Ar 3D printeri izdrukāta sirds. Ārstu komisija mēnesi izskatīja dažādus iespējamos operācijas variantus 14 mēnešus vecajam zēnam no ASV, kuram bija 4 sirds defekti, līdz nonāca pie varianta radīt sirdi ar 3D drukas tehnoloģiju. 3D sirds modelis tika izveidots no trim atsevišķām elastīgas šķiedras daļām. Lai tādu izgatavotu, bija nepieciešamas 20 stundas un tas izmaksāja tikai 440 eiro.

Dizains 
Šobrīd lielākā daļa rūpnieciskā dizaina objektu tiek veidoti datorprogrammās, kurās izgatavo produkta 3D modeli un pēc tam piemēro to ražošanai. Izdrukāts, telpisks produkta prototips ļauj ātrāk un lētāk atrast iespējamos defektus un nepilnības. Ar 3D printeri iespējams veidot arī individuālus dizaina risinājums, izmantojot standarta sagataves. 3D printeris var kļūt arī par Jūsu pirmo investīciju savas ražošanas izveidei, jo neprasa speciālas telpas un lielus finansiālus ieguldījumus.

Elektronika 
3D printeris noderēs labojot elektronikas ierīces, kurās ir bojāta kāda no pogām vai sarežģīta plastikāta detaļa, piemēram, palaišanas poga. Veidojot jaunas elektroniskas ierīces, ir iespējams izveidot korpusus, kur vēlāk tiks ievietotas mikroshēmas.

Pētniecība 
Pētniecībā 3D printeri pielieto jaunu formu un tehnoloģiju meklējumos.

Reklāma 
Reklāmā 3D printeri izmantojami, lai veidotu personalizētus reklāmas priekšmetus.

3D printera izmantotie materiāli 
 ABS (acrylonitrile butadiene styrene) termoplastika, ko izgatavo no naftas produktiem, bez krāsvielām, pienbaltā krāsā, viegli elastīgs, izturīgs materiāls. Var sakausēt kopā detaļas, izmantojot acetonu. 
 PLA (polylactic acid) termoplastika, ko izgatavo no augu izcelsmes produktiem (kukurūzas, kartupeļiem, cukurbietēm). Ja nav pievienotas krāsvielas, ir caurspīdīga, iespējama mazāka detaļu, nepanes lielu siltumu, var deformēties, trausls.
 Izmanto arī tādus materiālus kā - polikarbonāts, PET, neilons, dubļu, māla un ūdens maisījums, cukurs, plastilīns, šokolāde, mīkla, stikls, metāls, keramika u.c.

3D printēšanas tehnoloģijas 
 Stereolitogrāfija (SLA) – koncentrētu ultravioletās gaismas staru raida uz plānā kārtā uzklātu šķidru plastikātu. Gaismas ietekmē mainās tā fizikālās īpašības, tas sacietē. 
 Selektīvā lāzera kausēšana (SLS) – izmanto lieljaudas lāzera staru. Ar staru sakausē sīkas plastmasas, metāla, keramikas vai stikla pulvera daļiņas vēlamā trīsdimensiju formas masā. 
 Termoplastikāta auklas kausēsana (FDM) - printera galva izkausē termoplastikāta auklu un uz gludas pamatnes ieklāj detaļu slāni pa slānim. 
 Plastikāta masas klāšana (Poly Jet) – pilnveidoja printerus, paplašināja to pielietojuma iespējas - automobiļu, patēriņa preču, apģērbu ražošanā, medicīnā.

Skatīt arī 
Ātrā prototipēšana

Produktu vadība
Robottehnika
Iespiešana