Υπάρχουν πολλές τεχνολογίες με τη βοήθεια των οποίων υλοποιείται αυτή η φυσική αρχή, η καθεμία έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και τους βέλτιστους τομείς εφαρμογής. Η κύρια διαφορά μεταξύ των τεχνολογιών είναι το υλικό που χρησιμοποιείται στο μοντέλο, καθώς και ο τρόπος με τον οποίο εφαρμόζεται. Οι μηχανές τρισδιάστατων πρωτοτύπων λειτουργούν εδώ και αρκετές δεκαετίες και χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε διάφορους τομείς.
Δημιουργείται ένα πρωτότυπο κατά τη σχεδίαση οποιουδήποτε προϊόντος: με τη βοήθειά του, μια ομάδα σχεδιαστών, σχεδιαστών και τεχνολόγων καθορίζει τις δυνατότητες παραγωγής ενός δεδομένου μοντέλου. Είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε πώς θα είναι το κομμάτι μετά τη λήψη μιας απόφασης. Το μοντέλο μπορεί να περάσει από είκοσι ή περισσότερες επαναλήψεις πριν εγκριθεί η τεχνολογία σχεδιασμού και κατασκευής του τελικού προϊόντος και μόνο μετά από αυτό θα σταλεί στην παραγωγή. Το μεγαλύτερο εμπόδιο στο πρωτότυπο ήταν πάντα το κόστος - συνήθως δεν είναι χαμηλό - αλλά με τις μηχανές 3D πρωτότυπου υπάρχει η ευκαιρία να μειωθεί δραματικά το κόστος.
Το τρισδιάστατο πρωτότυπο χρησιμοποιείται σήμερα σε πολλές μεταποιητικές βιομηχανίες. Εάν στραφούμε στην αυτοκινητοβιομηχανία και στις αεροπορικές βιομηχανίες, τότε σε αυτά είναι το πρωτότυπο 3D πολύ σημαντικό. Η πιο σημαντική πρόκληση για αυτές τις βιομηχανίες είναι να μειωθεί ο χρόνος για την ανάπτυξη ενός νέου προϊόντος. Κατά κανόνα, τα αυτοκίνητα και οι αεροπορικές εταιρείες χρειάζονται τουλάχιστον τρία έως επτά χρόνια για να φέρουν ένα νέο μοντέλο στην αγορά. Το εργαλείο για την επίτευξη αυτού του στόχου είναι η χρήση βιομηχανικών συστημάτων CAD για εικονικοποίηση και γρήγορο πρωτότυπο 3D. Η εικονικοποίηση ενός μοντέλου 3D σε έναν υπολογιστή μπορεί να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικά σχέδια, αλλά η λήψη της τελικής απόφασης χωρίς φυσικό μοντέλο 3D μπορεί να είναι εξαιρετικά δύσκολη.
Για πρώτη φορά, η ανάγκη δημιουργίας τρισδιάστατων μοντέλων (πρωτότυπα 3D) απευθείας από αρχεία CAD προέκυψε σε βιομηχανικά συστήματα CAD. Αλλά για άλλους τομείς, όπως το GIS, το φάρμακο και άλλα, είναι πολύ σημαντικό η χρήση τρισδιάστατων πρωτοτύπων να ανοίγει νέες και απεριόριστες δυνατότητες. Οι σημερινές τεχνολογίες τρισδιάστατων πρωτοτύπων παρέχουν μια πιο οικονομική προσέγγιση που μειώνει σημαντικά τόσο τον χρόνο όσο και τα χρήματα.
Z Corporation και 3D εκτύπωση
Μεταξύ των πιο καινοτόμων εταιρειών τρισδιάστατου γρήγορου πρωτοτύπου είναι η Z Corporation, η οποία παράγει εμπορικούς εκτυπωτές 3D inkjet από το 1997 για να επιταχύνει τη βιομηχανική σχεδίαση και να βελτιώσει την αποδοτικότητα της εργασίας. Είτε αναζητάτε ένα νέο πέλμα ελαστικών είτε μια εξωτερική σόλα πολλαπλών στρωμάτων για επαγγελματικά πάνινα παπούτσια, ένα αρχιτεκτονικό έργο ή μοντελοποιώντας την ανθρώπινη καρδιά - όλα αυτά απαιτούν τη δημιουργία φυσικών μοντέλων.
Η μέθοδος τρισδιάστατου πρωτοτύπου της Z Corporation βασίζεται στη συγκόλληση της σκόνης από στρώμα σε στρώμα και μειώνει το χρόνο και το κόστος κατασκευής ενός μοντέλου (για μια λεπτομερή περιγραφή, ανατρέξτε στο άρθρο "Τρισδιάστατο πρωτότυπο").
Συνήθως, το κόστος του εξοπλισμού για γρήγορο πρωτότυπο 3D υπερβαίνει το ένα εκατομμύριο ρούβλια και τουλάχιστον άλλο ένα εκατομμύριο δαπανάται για την εκπαίδευση ειδικών για να εργαστούν σε αυτόν τον εξοπλισμό. Σε αντίθεση με άλλα μηχανήματα, οι εκτυπωτές Z Corporation 3D θα σας κοστίσουν λίγο περισσότερο από μισό εκατομμύριο ρούβλια και το κόστος εκπαίδευσης ενός ειδικού είναι το κόστος της προπόνησής του σε μια μέρα, καθώς αυτοί οι εκτυπωτές είναι τόσο εύκολο να λειτουργήσουν ώστε ο καθένας να μπορεί να το χρησιμοποιήσει.
Ταχύτητα, χαμηλό κόστος, ευελιξία και δυνατότητα λήψης έγχρωμων τρισδιάστατων μοντέλων - όλα αυτά είναι μοναδικές ευκαιρίες που θα είναι ακόμη πιο σημαντικές στο μέλλον για βιομηχανίες όπου είναι πιο αποτελεσματικοί τρόποι διάθεσης προϊόντων και υπηρεσιών στην αγορά.
Η σειρά των 3D εκτυπωτών μπορεί να χωριστεί σε δύο βασικούς τύπους.
Καθολικοί εκτυπωτές 3D (Z310 +; Z510)
Εκτυπωτές που επιτρέπουν μια μεγάλη ποικιλία μέσων για χρήση σε εφαρμογές που κυμαίνονται από απλή μοντελοποίηση έως βιομηχανική χύτευση. Αυτοί οι εκτυπωτές υποστηρίζουν τη συνεχή βελτίωση της ροής εργασίας, καθώς και την ανάπτυξη τρισδιάστατων υλικών εκτύπωσης για την κάλυψη νέων απαιτήσεων της αγοράς.
Εκτυπωτές 3D Office (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτής της κατηγορίας εκτυπωτών 3D είναι η ευκολία και η ευκολία χρήσης:
• απαιτούνται ελάχιστες δεξιότητες και εκπαίδευση.
• οι περισσότερες λειτουργίες εκτελούνται αυτόματα.
• αυτόματη διαμόρφωση και διαγνωστικά.
• αυτοματοποιημένο σύστημα φόρτωσης και επαναχρησιμοποίησης σκόνης.
• διαισθητικός πίνακας ελέγχου.
Οι εκτυπωτές λειτουργούν μόνο με σύνθετο υλικό υψηλής ποιότητας για τη δημιουργία ανθεκτικών και εξαιρετικά ακριβών τρισδιάστατων μοντέλων.
Νέα μοντέλα
Τον Ιούνιο του 2010, η Z Corporation εισήγαγε 3D εκτυπωτές γραφείου αρχικού επιπέδου ξεκινώντας από μόλις 19.920 $ (λιγότερο από 600.000 RUB), προσφέροντας λύσεις για να καταστήσουμε το πρωτότυπο 3D διαθέσιμο στους περισσότερους σχεδιαστές, μηχανικούς, αρχιτέκτονες και μαθητές.
Οι εκτυπωτές ZPrinter 150 (μονόχρωμοι) και ZPrinter 250 (έγχρωμοι) είναι οι πιο συμπαγείς, κάτι που είναι πολύ βολικό σε διάφορες καταστάσεις, για παράδειγμα, σε αίθουσες διδασκαλίας ή σε ένα μικρό γραφείο. Σε αντίθεση με άλλους εμπορικούς εκτυπωτές 3D, οι ZPrinter 150 και ZPrinter 250 είναι εξαιρετικά εύχρηστοι και έχουν το χαμηλότερο κόστος παραγωγής ανά cc του αναπτυσσόμενου μοντέλου, το οποίο είναι πιθανώς ο καθοριστικός παράγοντας κατά την επιλογή μιας μηχανής 3D.
Επί του παρόντος, είναι περίπου 7 ρούβλια ανά 1 cm3, η οποία είναι η χαμηλότερη τιμή κόστους στον τομέα των τρισδιάστατων πρωτοτύπων. Αυτή η παράμετρος επιτυγχάνεται με την τεχνολογία σύνθεσης στρώματος προς στρώμα που χρησιμοποιείται σε εκτυπωτές 3D από την Z Corporation, καθώς δεν υπάρχουν δομές στήριξης, και η αχρησιμοποίητη σκόνη επαναχρησιμοποιείται για την κατασκευή επόμενων μοντέλων, τα οποία επιτυγχάνουν σχεδόν άχρηστη χρήση υλικών.
Η διαδικασία μετεπεξεργασίας των αναπτυγμένων τρισδιάστατων μοντέλων είναι επίσης όσο το δυνατόν πιο προσιτή, καθώς στην απλούστερη περίπτωση είναι ο συνηθισμένος εμποτισμός του μοντέλου με θαλασσινό νερό, ο οποίος με τη σειρά του δίνει μια μοναδική ευκαιρία να χρησιμοποιήσετε εκτυπωτές 3D Zcorp σε εκπαιδευτικά ιδρύματα όπου Υπάρχουν υψηλές περιβαλλοντικές απαιτήσεις και οποιαδήποτε χρήση χημικών ουσιών επιβλαβών για την ανθρώπινη υγεία.
Τα νέα μοντέλα εκτυπωτών 3D κατασκευάζονται σε ένα νέο τυπικό μέγεθος και καταλαμβάνουν πολύ λίγο χώρο, σχεδόν πλησιάζοντας το μέγεθος των φωτοαντιγραφικών γραφείων.
Αυτό που είναι πολύ σημαντικό και βολικό για λειτουργία - οι διαδικασίες φόρτωσης του σχεδιαστή είναι πλήρως αυτοματοποιημένες, ξεκινώντας από την εγκατάσταση φυσιγγίων με συνδετικό έως τη φόρτωση της σκόνης, η οποία
πλήρως αυτοματοποιημένο και δεν αφήνει ούτε ένα γραμμάριο σκόνης να ξυπνήσει, στερώντας έτσι από τον καθαριστή την εργασία
Φυσικά, τα νέα μοντέλα προβλέπουν επίσης αυτόματη αφαίρεση και επαναχρησιμοποίηση σκόνης, έως ότου εξαντληθούν όλα ή για το επόμενο μοντέλο δεν χρειάζεται να προσθέσετε σκόνη, απλώς συνδέοντας ένα νέο δοχείο με αυτό. Φυσικά, οι εκτυπωτές διαθέτουν ενσωματωμένα διαγνωστικά για την ποσότητα των αναλωσίμων και την κατάσταση της διαδικασίας σύνθεσης στρώματος προς στρώμα.
Η απλότητα και η διαισθητική λειτουργία, καθώς και η απουσία της ανάγκης για ειδική εκπαίδευση, είναι ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα, το οποίο επιτρέπει σε έναν μηχανικό ή έναν μαθητή να εργασθεί αμέσως μετά την αποσυσκευασία του εκτυπωτή 3D και να μεταφράσει εύκολα την ιδέα του στην πραγματικότητα.
Κατά την κατασκευή του μοντέλου, ο εκτυπωτής δεν απαιτεί την παρουσία χειριστή · η ανθρώπινη παρέμβαση είναι απαραίτητη μόνο στο στάδιο εκκίνησης του εκτυπωτή και περιορίζεται σε λίγα λεπτά. Είναι επίσης δυνατό να ελέγξετε από απόσταση τον εκτυπωτή, ο οποίος σας επιτρέπει να ελέγχετε όλες τις παραμέτρους της τρισδιάστατης εκτύπωσης του μοντέλου: ακόμη και αν δεν έχετε τη φυσική ικανότητα να ελέγχετε την τρέχουσα κατάσταση του εκτυπωτή που εμφανίζεται στην οθόνη LCD, αυτό μπορεί γίνετε χωρίς να σηκωθείτε από τη θέση σας - χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες του λογισμικού Zprint.
Αλλά, πιθανώς, το κύριο πλεονέκτημα των εκτυπωτών Z Corporation 3D είναι η ταχύτητα! Η σειρά ZPrinter εκτυπώνει πέντε έως δέκα φορές γρηγορότερα από ό, τι επιτρέπουν οι άλλες τρισδιάστατες τεχνολογίες σύνθεσης στρώματος προς στρώμα και η δυνατότητα ταυτόχρονης ανάπτυξης απεριόριστου αριθμού μοντέλων που ταιριάζουν στον όγκο λειτουργίας του θαλάμου δίνει αναμφισβήτητο πλεονέκτημα στην ταχύτητα παραγωγής μοντέλου και αυξάνει σημαντικά την παραγωγικότητα, επιτρέποντας στους εκτυπωτές σειράς ZPrinter να ανταποκρίνονται πλήρως στις ανάγκες των χρηστών.
Πολύ συχνά ακούω από πιθανούς χρήστες του ZPrinter: ποια ακρίβεια παρέχουν οι εκτυπωτές Z Corporation 3D; Εμείς οι ίδιοι ενδιαφερόμαστε πολύ να βρούμε την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση και κάναμε μια απλή δοκιμή: τυπώσαμε έναν κύβο με πλευρά 100 mm. Καθώς είναι εύκολο να γίνει κατανοητό από την αρχή της λειτουργίας των τρισδιάστατων εκτυπωτών Z Corporation, το κύριο σφάλμα θα παρατηρηθεί κατά μήκος του άξονα Z ή, πιο απλά, σε ύψος, καθώς η διαδικασία συγκόλλησης ενός μοντέλου από μάζα στρώματος σκόνης στρώμα συνεπάγεται ξήρανση της κόλλας (συνδετικό), ως αποτέλεσμα της οποίας θα εμφανίζεται κάθετη συρρίκνωση. Οι μετρήσεις μας έδωσαν το ακόλουθο αποτέλεσμα: σε ύψος 100 mm, η συρρίκνωση ήταν 0,15 mm, κάτι που είναι αρκετά συγκρίσιμο με την ακρίβεια που λαμβάνεται στις μηχανές χύτευσης με έγχυση. Σχετικά με την ακρίβεια στο επίπεδο X-Y, μπορούμε να πούμε ότι παρέχεται από τους μηχανικούς του ίδιου του εκτυπωτή 3D και δεν εξαρτάται τόσο από τη συρρίκνωση της σκόνης όσο και από το ύψος.
Το ZPrinter 250 διαθέτει ένα μοναδικό νέο σύστημα αναπαραγωγιμότητας χρωμάτων. Η γκάμα των διαθέσιμων χρωμάτων για τα ZPrinter 450 και 650 έχει επίσης αλλάξει (τώρα δείχνει πραγματικούς αριθμούς χρωμάτων) σε 180.000 μοναδικά χρώματα για το ZPrinter 450 και 390.000 μοναδικά χρώματα για το ZPrinter 650, αντίστοιχα.
Πιθανώς πολλοί θα ρωτήσουν: γιατί μόνο 64 χρώματα; Η απάντηση είναι αρκετά απλή: δεδομένου ότι αυτός ο τρισδιάστατος εκτυπωτής είναι ένα μοντέλο αρχικού επιπέδου και προορίζεται κυρίως για τη δημιουργία μοντέλων έννοιας και παρουσίασης, ο περιορισμένος χρωματικός χώρος είναι ακόμη ένα όφελος για τέτοια μοντέλα.
Τα κύρια χαρακτηριστικά των τρισδιάστατων εκτυπωτών τύπου γραφείου από την Z Corporation παρουσιάζονται στον πίνακα.
Κανονικό 0 false false false RU X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4
Χαρακτηριστικά |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Ανάλυση, κουκκίδες / ίντσα | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| Το ελάχιστο μέγεθος του τοπολογικού στοιχείου, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Χρώμα (αριθμός μοναδικών χρωμάτων ανά μέρος) | Υλικό χρώματος | 64 χρώματα (βασικός συνδυασμός χρώματος) | Υλικό χρώματος | 180.000 χρώματα (ευρεία γκάμα χρωμάτων) | 390.000 χρώματα (μέγιστος αριθμός χρωμάτων) |
| Κάθετη ταχύτητα κατασκευής ενός αντικειμένου, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Όγκος θαλάμου εργασίας, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Βασισμένο σε υλικά από την Z Corporation και τη δική μας εμπειρία
Ντμίτρι Όσκιν
E-mail: [email protected]
