- Damit!! Was ist 3D-Druck und wie funktioniert er?
- Ist 3D-Druck neu auf dem Markt?
- Wie kann man mit 3D-Druckern anfangen?
- 3D-Druck ist keine Zauberei!
- Was ist die Zukunft für den 3D-Druck?
3D-Druck, Additivdruck oder Stereolithographie: Wenn Sie auf diese Begriffe gestoßen sind und nur darüber geblinzelt haben, sollten Sie diesen Artikel lesen, um mehr über diese erstaunliche Welt des 3D-Drucks zu erfahren. Der 3D-Druck ist ein schnell wachsendes Feld, dessen Beliebtheit und Verwendung für 3D-Drucker täglich zunimmt. In diesem Artikel werden wir versuchen, einem Neuling eine Einführung in 3D-Drucker zu geben, wie man davon profitieren kann und wie sich die Dinge in Zukunft ändern werden.
Damit!! Was ist 3D-Druck und wie funktioniert er?
3D-Druck oder additive Fertigung ist ein Prozess zur Herstellung dreidimensionaler fester Objekte aus einer digitalen Datei. Es wird eine druckerähnliche Maschine verwendet, die ein Material (üblicherweise Kunststoff) schmilzt und es auf vordefinierte Weise auf eine Basis gießt, wodurch aufeinanderfolgende Schichten erzeugt werden, um es dreidimensional zu machen. Um es einfach auszudrücken, der Drucker baut Stück für Stück einen Laib Brot.
Es gibt viele Arten von 3D-Drucktechnologien, aber die am häufigsten verwendete ist die Stereolithographie (SLA), da sie im Vergleich zu anderen kostengünstiger ist.
Diese Maschine kann mit den folgenden Schritten jede 3D-entworfene Datei in ein 3D-Objekt konvertieren.
- Eine 3D-Datei wird von der Software überprüft, um festzustellen, ob sie druckbar ist.
- Die Software schneidet die Datei dann in Scheiben und sendet sie an einen Computer.
- Ein Kunststofffaden wird durch den Druckkopf geführt.
- Das Filament schmilzt und der Kopf legt es dann auf einer Bauplattform ab.
- Der Kopf bewegt sich herum und legt das Material so ab, dass es die untere Scheibe des Objekts bildet.
- Der Kopf kehrt in seine Ausgangsposition zurück und die Bauplattform wird abgesenkt.
- Der Kopf baut dann die neue Ebene auf der ersten auf und dies wird wiederholt, bis das Objekt fertig ist.
Ist 3D-Druck neu auf dem Markt?
Nein, trotzig nicht !!!!. Nur weil 3D-Drucke heutzutage mehr Aufmerksamkeit erhalten haben, ist diese Idee oder Technologie nicht neu. Sie wären überrascht zu wissen, dass alles Ende 1980 begann, als der Begriff additive Fertigung geprägt wurde. Er wurde hauptsächlich für Rapid Prototyping verwendet. Später im Jahr 2014, mit dem Aufkommen kostengünstiger 3D-Drucker, hat sich die Technologie zu einer disruptiven Bewegung für Hobbyisten, Lernende, Technopreneure, Erfinder, Lehrer, Forscher und diejenigen, die dies nicht tun, entwickelt. Dadurch erhält es einen breiten Markt und großen Spielraum für die Zukunft.
3D-Drucker wurden ursprünglich hergestellt, um Astronauten zu helfen. Für das Team war es schwierig, alle Werkzeuge und Materialien, die sie für die Arbeit an ihrem Projekt benötigen würden, zusammenzupacken. Überschüssige Werkzeuge erhöhen das Gewicht des Shuttles, was schließlich den Kraftstoffverbrauch erhöht. Sie kamen auf die Idee, dass der 3D-Drucker zusammen mit den Astronauten in den Weltraum geschickt wird. Wenn sie Werkzeuge oder Materialien benötigen, müssen sie einfach durch die STL-Datei klicken und sie drucken. Wenn ein Notfall und ein neues Design erstellt werden soll, wird das Design in der Basisstation erstellt und an die Crew gesendet, um es zu drucken. Da sich die technologischen Fortschritte geändert haben, ist es jetzt für jedes Haus erschwinglich, einen Drucker zu haben.
"Aber jetzt machen viele Menschen den Fehler, den 3D-Druck nur als eine andere Methode zur Herstellung von Objekten zu betrachten, die nur eine größere Formflexibilität auf Kosten von Geschwindigkeit und Genauigkeit ermöglicht. Dies ist jedoch ein enger Gesichtspunkt für den 3D-Druck Konzept 3D-Druck ähnelt eher der digitalen, diskreten und Freiformherstellung. Mit der Grundannahme, dass die Anwendung und die Auswirkungen unendlich werden, sobald Sie in der Lage sind, das gewünschte Objekt zu "schneiden" und die kleinen Teile Schicht für Schicht anzuordnen. Konsumgüter, Kunststoffe, Elektronik, Lebensmittel und sogar menschliches Gewebe Alles, was für die derzeitige Methode der Massenproduktion komplex ist (komplex genug, um eine Einheit kostengünstig herzustellen ), ist jetzt eine Möglichkeit ", sagt Onkar Kulkarni in einer seiner Quora-Antworten.
Wie kann man mit 3D-Druckern anfangen?
Da die jüngste Technologie den Preis für 3D-Drucker so niedrig gesenkt hat, dass ein Durchschnittsbürger sie kaufen und verwenden kann, ist 3D-Druck kein magisches oder industrielles Gerät mehr. Dank der Online-Foren und -Designs kann jetzt jeder, der einen Computer bedienen kann, seine Fantasie ausdrucken. Genau wie Laserdrucker in unserem Haus üblich geworden sind, müssen diese 3D-Drucker erst noch ihren Weg in unser Haus oder unseren Arbeitsplatz finden. Lassen Sie uns also sehen, wie man mit dem 3D-Druck beginnen kann. Damit jeder Druck stattfinden kann, sind die folgenden vier einfachen Schritte zu befolgen:
1. 3D-CAD-Modellierung
2. Schneiden und andere Einstellungen.
3. Schichtweises Drucken
4. Teil abschließen
3D-CAD-MODELLIERUNG :
Ja, um etwas mit Ihrem Drucker zu drucken, müssen Sie eine Modellierungssoftware entwerfen.
Wenn Sie ein professioneller Designer sind, können Sie jede Ihrer Modellierungssoftware verwenden, die eine Datei in.STL (Stereolithographie) oder.OBJ (Objekt) speichern kann. Sobald das Design erstellt ist, kann es in die Schneidephase gebracht werden. Hier können Sie Ihr Design nach Ihren Wünschen ändern, bearbeiten oder optimieren, da das gesamte Design von Ihnen erstellt wird.
Wenn Sie ein Lernender sind, gibt es Unmengen kostenloser Open-Source-Software, mit der Sie das Design in Ihrem Kopf verwenden können. Es wäre wie ein Baustein. Wenn Ihr Design zu gut ist, werden Sie auch von einigen Online-Communities bezahlt.
Wenn Sie ein Neuling sind und keine Ahnung haben, wie Sie ein 3D-Modell entwerfen sollen, sorgen Sie sich nicht! Es gibt viele Websites, die kostenlose STL-Dateien bereitstellen. Diese Dateien werden von Personen getestet und gedruckt, die sie entworfen haben. Daher ist sie zuverlässig und einfach zu drucken. Die einzige Einschränkung für diese Dateien besteht darin, dass sie (meistens) im STL-Format vorliegen. Dieses Format kann nicht nach unseren Wünschen angepasst werden, aber selbst dann kann die Größe mithilfe von Slicing-Software geändert werden. Wenn Sie ein absoluter Anfänger sind, empfehlen wir Ihnen, mit einigen auf dem Markt erhältlichen Designs zu beginnen.
Sobald das Design fertig ist, ist die Arbeit der 3D-Modellierungssoftware beendet. Die Dateien werden jetzt an die Slicing-Software gesendet, wo sie für den Drucker zum Drucken bereit sind.
SCHNEIDEN UND ANDERE EINSTELLUNGEN:
Die entworfenen Modelle müssen in eine Reihe von Codes umgewandelt werden, die als G-Code bezeichnet werden, damit der Drucker sie erkennt und mit dem Drucken beginnt. Dieser Teil heißt Slicing. Die Qualität des Drucks hängt von den hier vorgenommenen Einstellungen ab. Bevor wir darauf eingehen, lernen wir, wie einfach ein 3D-Drucker wirklich ist !!!!
3D-Druck ist keine Zauberei!
Wenn Sie immer noch verwirrt oder erstaunt sind, wie 3D-Drucker tatsächlich funktionieren, vertrauen Sie mir, es ist keine Raketenwissenschaft. Es gibt viele Studenten, die erfolgreich versucht haben, einen 3D-Drucker für sich selbst zu bauen. In den nächsten Abschnitten werde ich die Teile eines einfachen 3D-Druckers erläutern, die Ihnen helfen, die Drucker besser zu verstehen.
Die typischen Teile eines 3D-Druckers sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Der Extruder ist der wichtigste Teil unseres Druckers. Dies ist der Ort, an dem die Filamente geschmolzen und extrudiert werden. Der Extruder besteht aus einem schmalen Rohr, durch das das Filament von einem Schrittmotor gedrückt wird. Es besteht aus einem Heizmaterial, das üblicherweise als heißes Ende bezeichnet wird und das Filament erwärmt. Das erhitzte Filament wird aus der Düse gedrückt, ähnlich wie Zahnpasta aus seiner Düse herausgedrückt wird. Wenn das Filament schmilzt, drückt der Schrittmotor das Filament nach innen, das als Spule auf einem Spulenhalter montiert wird .
Es kommen jeden Monat viele Arten von Filamenten und vieles mehr auf den Markt. Jedes Filament hat seinen Durchmesser und seine Drucktemperatur, das am häufigsten verwendete PLA mit einer Temperatur von 180-210 ° C.
Dieser komplette Extruderaufbau ist über beweglichen Schienen montiert. Wenn das Filament schmilzt und herauskommt, wird der Extruder von anderen Schrittmotoren (in Richtung der roten Pfeile) in die gewünschte Richtung bewegt und auf die Grundplatte gedruckt.
Nachdem wir nun eine grundlegende Vorstellung davon haben, wie unser Drucker funktioniert, kehren wir zu unserer SLICING-Software zurück. Die am häufigsten verwendete Software ist Cura. Diese Software wurde hauptsächlich für den Drucker Ultimaker entwickelt. Aber seit es kostenlos und Open Source ist, verwenden die meisten Drucker Cura.
In dieser Software werden die Druckeinstellungen genau wie bei unserem Laserdrucker gesendet. Hier können wir unser Druckmodell skalieren, ausrichten und ausrichten. Andere wichtige Einstellungen wie Temperatur, Rückzugsgeschwindigkeit, Durchfluss des Filamentdüsendurchmessers usw. werden mit dieser Software dem Drucker zugeführt.
LAYER - WISE PRINTING:
Basierend auf den Einstellungen werden die für den Druck erforderliche Druckzeit und Materiallänge von der Software selbst angezeigt (siehe Abbildung unten). Hier beträgt die Druckzeit 1 Stunde 14 Minuten und das verwendete Material 10 Gramm. Die anderen Einstellungen für diesen Druck finden Sie ebenfalls im Bild
Sobald die STL-Datei geladen und die Einstellungen vorgenommen wurden, kann diese Software verwendet werden, um mithilfe der Ebenenoption zu visualisieren, wie unser Druck erstellt wird (siehe Abbildung unten). So oder so sieht es aus, wenn die 78. Schicht dieses Drucks gedruckt wird. Die blaue Farblinie zeigt den Weg unseres Extruders an.
Sobald dies erledigt ist, kann die Datei in einen G-Code konvertiert werden, der dem Drucker zum Drucken zugeführt werden kann. Das heißt, Ihr Modell wird in der angegebenen Zeit gedruckt.
War es so schwer
Was ist die Zukunft für den 3D-Druck?
Der 3D-Druck hat jedoch seine eigenen Herausforderungen. Es leidet unter langsamer Betriebsgeschwindigkeit, mechanischen Defekten in Produkten und begrenzter Materialauswahl (meistens Kunststoff). Aufgrund der langsamen Betriebsgeschwindigkeit von 3D-Druckern verlieren produzierende Unternehmen möglicherweise an Wettbewerben mit ineffizienter Markteinführungsstrategie. Aber hoffentlich entwickelt sich dieses Feld beim Lesen dieses Artikels weiter und hat einen großen Spielraum vor sich. Es hängt alles davon ab, wie man sich für diese Technologie entscheidet.