In 3D

In 3D () hay còn gọi là Công nghệ bồi đắp vật liệu, là một chuỗi kết hợp các công đoạn khác nhau để tạo ra một vật thể ba chiều. Năm 1981, Hideo Kodama của Viện Nghiên cứu Công nghiệp thành phố Nagoya phát minh 2:00 chế tạo các phương pháp của một mô hình bằng nhựa ba chiều với hình ảnh cứng polymer, nơi diện tích tiếp xúc với tia cực tím được kiểm soát bởi một mô hình lớp hay phát quang quét. Sau đó, vào năm 1984, Chuck Hull của Công ty Cổ phần Hệ thống 3D, và vật liệu phun. vật liệu hiến tế và hỗ trợ cũng đã trở nên phổ biến hơn, cho phép hình học đối tượng mới.

Các thuật ngữ chung sản xuất phụ gia tăng tiền tệ rộng hơn trong các thập kỷ của những năm 2000 quân sự, kỹ thuật, công nghiệp nha khoa và y tế, công nghệ sinh học (con người thay thế mô), thời trang, giày dép, đồ trang sức, kính mắt, giáo dục, hệ thống thông tin địa lý, thực phẩm, và nhiều lĩnh vực khác.

Năm 2005, một người nuôi cá và nhà sử dụng thị trường mở rộng nhanh chóng được thành lập với việc khai trương các mã nguồn mở RepRap và Fab@Home Project. Hầu như tất cả các nhà sử dụng máy in 3D phát hành cập nhật có nguồn gốc kỹ thuật của họ trong các dự án trên sẽ RepRap và các sáng kiến phần mềm nguồn mở có liên quan.

Khi đã xong, file.STL cần phải được xử lý bởi một phần mềm được gọi là một "slicer" mà chuyển đổi các mô hình thành một loạt các lớp mỏng và tạo ra một tập tin G-code có chứa các hướng dẫn phù hợp với một loại hình cụ thể của máy in 3D (máy in FDM). Tập tin G-code này sau đó có thể được in với in ấn 3D client phần mềm (mà tải các G-code, và sử dụng nó để hướng dẫn cho máy in 3D trong quá trình in ấn 3D). Cần lưu ý ở đây là thường, các phần mềm máy khách và slicer được kết hợp thành một chương trình phần mềm trong thực tế. Một số chương trình mã nguồn mở slicer tồn tại, bao gồm cả Skeinforge, Slic3r, và Cura cũng như các chương trình mã nguồn đóng bao gồm Simplify3D và KISSlicer. Ví dụ về các khách hàng in ấn 3D bao gồm Repetier-Host, ReplicatorG, Printrun / Pronterface,....
quét của Spinosaurus được in bằng công nghệ 3D]]
Lưu ý rằng có một mảnh khác của phần mềm thường được sử dụng bởi những người sử dụng in ấn 3D, cụ thể là một người xem GCode. Phần mềm này cho phép kiểm tra một trong những tuyến đường đi của vòi phun máy in. Bằng cách kiểm tra này, người dùng có thể quyết định sửa đổi GCode để in các mô hình một cách khác nhau (ví dụ như ở một vị trí khác nhau, ví dụ như đứng so với nằm xuống) để tiết kiệm nhựa (tùy thuộc vào vị trí và vòi phun đi, nhiều hơn hoặc ít hơn hỗ trợ vật chất có thể cần thiết). Ví dụ người xem GCode là Gcode Viewer cho Blender và Pleasant3D.

Các máy in 3D sau các hướng dẫn G-code để nằm xuống lớp kế tiếp của chất lỏng, bột, giấy hoặc các vật liệu tấm để xây dựng các mô hình từ một loạt các mặt cắt ngang. Những lớp này, tương ứng với các mặt cắt ngang ảo từ các mô hình CAD, được tham gia hoặc tự động kết hợp để tạo ra các hình dạng cuối cùng. Ưu điểm chính của kỹ thuật này là khả năng tạo ra bất kỳ hình dạng gần như hoặc tính năng hình học.

Độ phân giải máy in mô tả lớp dày và độ phân giải XY trong chấm trên mỗi inch (dpi) hoặc micromet (micron). Độ dày lớp điển hình là khoảng 100&nbsp;mm (250 DPI), mặc dù một số máy như Objet Connex loạt và Hệ thống 3D 'Projet series có thể in lớp mỏng như 16&nbsp;mm (1.600 DPI). với một độ phân giải cao hơn quá trình trừ có thể đạt được độ chính xác cao hơn.

Một số polyme in cho phép các bề mặt được làm nhẵn và cải thiện quá trình sử dụng hơi hóa chất.

Một số kỹ thuật sản xuất chất phụ gia có khả năng sử dụng nhiều vật liệu trong quá trình xây dựng các bộ phận. Những kỹ thuật này có thể in nhiều màu sắc và kết hợp màu sắc cùng một lúc, và sẽ không cần thiết phải sơn.

Một số kỹ thuật in ấn đòi hỏi sự hỗ trợ nội bộ được xây dựng cho nhô ra tính năng trong xây dựng. Những hỗ trợ này phải được loại bỏ một cách máy móc hoặc giải thể sau khi hoàn thành các bản in.

Tất cả các kim loại máy in 3D thương mại liên quan đến việc cắt giảm các thành phần kim loại ra khỏi bề mặt kim loại sau khi lắng đọng. Một tiến trình mới cho các GMAW 3-D in cho phép thay đổi bề mặt chất nền để loại bỏ nhôm thành phần bằng tay với một cái búa.

Quy trình
trên toàn thế giới năm 2001 hoặc hợp nhất chế tạo dây tóc (FFF), trong khi những người khác chữa vật liệu lỏng sử dụng các công nghệ tinh vi khác nhau, ví dụ như stereolithography (SLA). Với nhiều lớp đối tượng sản xuất (LOM), lớp mỏng được cắt thành hình và nối lại với nhau (ví dụ như giấy, nhựa, kim loại). Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng của nó, đó là lý do tại sao một số công ty do đó cung cấp một sự lựa chọn giữa bột và polymer vật liệu sử dụng để xây dựng các đối tượng.

Selective Laser trình thiêu kết (SLS) đã được phát triển và cấp bằng sáng chế của tiến sĩ Carl Deckard và tiến sĩ Joseph Beaman tại Đại học Texas tại Austin vào giữa những năm 1980, dưới sự bảo trợ của DARPA. Kỹ thuật này đã được sử dụng để tạo các đối tượng bao gồm nhiều vật liệu chữa bệnh ở mức độ khác nhau. Trong các hệ thống nghiên cứu, ánh sáng được chiếu từ bên dưới, cho phép các loại nhựa để được nhanh chóng lan rộng thành những lớp mỏng thống nhất, giảm thời gian sản xuất từ vài giờ đến vài phút.

Máy in 3D

Sử dụng công nghiệp
Tính đến tháng 10 năm 2012, Stratasys bây giờ bán các hệ thống phụ gia sản xuất rằng khoảng từ $ 2,000 đến $ 500,000 trong giá cả và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: hàng không vũ trụ, kiến trúc, ô tô, quốc phòng và nha khoa, trong số rất nhiều người khác. Ví dụ, Ultimaker, trao nó như là nhanh nhất và chính xác máy in 3d, General Electric sử dụng các mô hình cao cấp để xây dựng các bộ phận cho tua-bin.

Một loại máy in lớn là Big Area Phụ sản xuất (BAAM). Mục đích là để phát triển các máy in có thể tạo ra một đối tượng lớn ở tốc độ cao. Một máy BAAM của Cincinnati Incorporated có thể sản xuất một đối tượng ở tốc độ nhanh hơn so với các máy in 3D đặc trưng có sẵn trong năm 2014. Một máy BAAM đang được phát triển bởi 200-500 lần Lockheed Martin với mục đích để in các vật dài lên đến 100 feet (30 m) được sử dụng trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.

Hiệu quả

Các hiện tốc độ in chậm của máy in 3D hạn chế việc sử dụng chúng cho sản xuất hàng loạt. Để giảm chi phí này, một số máy filament hợp nhất hiện nay cung cấp nhiều đầu đùn. Đây có thể được sử dụng để in nhiều màu sắc, với các polyme khác nhau, hoặc để thực hiện nhiều hình cùng một lúc. Điều này làm tăng tốc độ in tổng thể của họ trong quá trình sản xuất nhiều ví dụ, trong khi đòi hỏi chi phí đầu tư ít hơn so với máy nhân bản kể từ khi họ có thể chia sẻ một bộ điều khiển duy nhất.

Khác biệt với việc sử dụng nhiều máy tính, máy đa nguyên liệu bị hạn chế để tạo bản sao giống hệt nhau của cùng một phần, nhưng có thể cung cấp nhiều màu sắc và tính năng đa tài liệu khi cần thiết. Tốc độ in làm tăng tỷ lệ tương ứng với số lượng đầu. Hơn nữa, chi phí năng lượng giảm do thực tế rằng họ chia sẻ cùng một khối lượng in nước nóng. Cùng với nhau, hai tính năng này làm giảm chi phí trên không.

Máy in được thực hiện với đầu in kép, được sử dụng để sản xuất duy nhất (bộ) các bộ phận trong nhiều màu sắc hay chất liệu.

Như năm 2014 một vài nghiên cứu đã được thực hiện trong lĩnh vực này để xem có phương pháp trừ thông thường được so sánh với các phương pháp phụ gia.

Sản xuất
thành phần được tạo ra bằng cách sử dụng in ấn 3D

Xây dựng

Việc sử dụng thêm được phát triển là xây dựng in, hoặc bằng cách sử dụng in ấn 3D để xây dựng các tòa nhà.

Quân sự

Năm 2013, một nhà thiết kế tại Texas đã chế tạo thành công một khẩu súng lục có thể bắn được đạn thật bằng công nghệ in 3D. Khẩu súng được làm từ nhựa, tuy nhiên có một số bộ phận được làm bằng kim loại vì nhà thiết kế này lo sợ nó sẽ trở thành một loại vũ khí có thể mang qua an ninh sân bay. Ứng dụng này của công nghệ 3D đem lại khá nhiều rủi ro, khi bất kỳ ai cũng có thể tải bản thiết kế trên mạng và chế tạo một khẩu súng cho mình.

Tuy nhiên các nhà quân sự lại cho đây là một phát minh hữu ích, khi giá thành chế tạo các loại vũ khí từ vật liệu thông thường rất cao. Việc sử dụng công nghệ in 3D sẽ giúp tạo ra những loại vũ khí mới giá rẻ và trong thời gian rất ngắn. Thậm chí người lính sẽ không phải mang vũ khí ra chiến trường, mà có thể sử dụng máy in 3D để tạo ra chúng ngay tại đó. Yoshitomo Imura gửi video và bản thiết kế của súng trực tuyến và đã bị kết án tù hai năm. Cảnh sát tìm thấy ít nhất hai khẩu súng trong nhà mình mà là có khả năng bắn đạn.

In chân tay giả đã được sử dụng trong phục hồi chức năng của các loài động vật bị tê liệt. Trong năm 2013, một 3D in chân cho một con vịt què đi lại được nữa.

Máy tính và Robot
In 3D có thể được sử dụng để làm cho máy tính xách tay và máy tính khác, bao gồm cả các trường hợp, như Novena và VIA OpenBook chuẩn trường hợp máy tính xách tay. Tức là một Novena bo mạch chủ có thể được mua và được sử dụng trong một trường hợp VIA OpenBook in.

Robot mã nguồn mở được xây dựng sử dụng máy in 3D. đúp Robotics truy cập cấp cho công nghệ của họ (một mở SDK). Mặt khác, 3 & DBot là một Arduino 3D in-robot với bánh xe và ODOI là một 3D in robot hình người.

Vũ trụ
Vào tháng 9 năm 2014, máy in 3D đầu tiên được đưa lên đến Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Trong vòng 1 tháng, các nhà du hành đã in ra sản phẩm đầu tiên của họ: 1 tấm thay thế cho phần vỏ của chính chiếc máy in. Ngày 19 tháng 12 năm 2014, NASA gửi qua email bản vẽ CAD cho một ổ cắm cờ lê để các phi hành gia trên tàu ISS in ra.

Nếu máy in trở thành 1 thiết bị quan trọng cho các nhà thám hiểm vũ trụ thì nó phải có khả năng tự tái tạo lại các bộ phận của nó để nó có thể làm việc trong suốt hành trình dài như đến sao Hỏa hoặc một vài hành tinh khác. Thậm chí, đến một ngày nào đó máy in này có thể in ra nhiều máy in khác nữa.

Cơ quan Vũ trụ châu Âu có kế hoạch cung cấp loại máy in 3D xách tay lên Trạm Không gian Quốc tế vào tháng 6 năm 2015 đó là loại máy in 3D thứ hai trong không gian.

Nghệ thuật

Năm 2005, tạp chí khoa học đã bắt đầu báo cáo về các ứng dụng nghệ thuật có thể có của công nghệ in 3D. cũng như 3D in chocolate.

Việc sử dụng các chức năng quét 3D công nghệ cho phép các bản sao của các đối tượng thực mà không cần dùng khuôn kỹ thuật mà trong nhiều trường hợp có thể tốn kém hơn, khó khăn hơn, hoặc quá xâm lấn để được thực hiện, đặc biệt đối với các đồ tạo tác di sản văn hóa quý giá hoặc tinh tế n 3D cho phép các sinh viên để tạo ra nguyên mẫu của bài mà không cần sử dụng các dụng cụ đắt tiền yêu cầu trong phương pháp trừ. Sinh viên thiết kế và sản xuất mô hình thực tế mà họ có thể giữ. Môi trường lớp học cho phép học sinh học và sử dụng các ứng dụng mới cho in ấn 3D.

Môi trường
Trong Bahrain, in 3D bằng cách sử dụng quy mô lớn sa thạch nguyên -như đã được sử dụng để tạo độc đáo san hô hình chữ cấu trúc, trong đó khuyến khích hô polyp để định cư và phục hồi hư hại rạn san hô. Những cấu trúc này có một hình dáng tự nhiên hơn nhiều so với cấu trúc khác được sử dụng để tạo ra các rạn nhân tạo, và, không giống như bê tông, không phải là axit hay kiềm với trung tính pH. thành nhựa in, cho phép, vật liệu nhẹ hơn mạnh hơn. Ngoài vật liệu cấu trúc mới đã được phát triển do in ấn 3D, công nghệ mới đã cho phép các mô hình được áp dụng trực tiếp đến các bộ phận in 3D.

Xem thêm

In 3D sinh học
Định dạng sản xuất 3D
Cơ cấu chấp hành
Định dạng tệp sản xuất đắp dần
AstroPrint
Sản xuất dựa trên đám mây
CNC
Fusion3
Cắt bằng laser
Limbitless Solutions
Danh sách các nhà sản xuất máy in 3D
Danh sách các mô hình thử nghiệm 3D phổ biến
Danh sách các công nghệ mới nổi
Danh sách vũ khí và phụ tùng in 3D
Đúc trượt trong từ trường
MakerBot
Phay (gia công)
Organ-on-a-chip
Máy tự sao chép
Ultimaker
In khối

Chú thích

}}

Tham khảo




Đọc thêm



Wright, Paul K. (2001). 21st Century Manufacturing. New Jersey: Prentice-Hall Inc.
The involvement of recycling material

Liên kết ngoài

3D Printing Industry
3D Printer Testing Results , MAKE.
3D Printer Buyer's Guide, Tom's Guide.
Introduction to 3d printing costs
3D printed gun breaches tight gov security in Israel

3D fabbers: don't let the DMCA stifle an innovative future // Arstechnica, 2010-11-10
3-D printing at MIT
3D Printing: The Printed World from The Economist
All3DP - Inside Stories About 3D Printing
Comparison chart of 3D printers
How to Fabricate a Toy Model from Scratch
Jay Leno's 3D Printer Replaces Rusty Old Parts
Rapid Manufacturing for the production of Ceramic Components
How does 3D printing work? (from physics.org)
Will 3D Printing Change the World? Video produced by Off Book (web series)
Comprehensive listing of consumer 3D printers
Hub listing of example 3D printing projects
Introduction to FDM technology
New 3D printing algorithms speed production, reduce waste, Kurzweil Accelerating Intelligence.