Công nghệ in ấn 3D

Công nghệ in ấn 3D
Hãy tưởng tượng một tương lai mà trong đó một thiết bị kết nối với một máy tính có thể in một vật rắn. Một tương lai mà chúng ta có thể có hàng hóa hữu hình cũng như các dịch vụ phi vật thể chuyển giao cho máy tính để bàn hoặc Highstreet cửa hàng của chúng tôi trên Internet. Và một tương lai trong đó hàng ngày "sương" của các đối tượng ảo thành hiện thực khó khăn đã biến khối lượng tiền sản xuất và cổ phiếu nắm giữ của một loạt các hàng hóa và phụ tùng thay thế vào không nhiều hơn một di sản lịch sử.
công nghệ in 3D
Một tương lai như vậy nghe có vẻ như nó đang được ngắt từ thế giới của Star Trek . Tuy nhiên, các thiết bị vận chuyển trong khi đó ngay lập tức có thể cung cấp cho chúng tôi đến các địa điểm từ xa có thể vẫn còn một tưởng tượng, máy in 3D có khả năng xuất ra các đối tượng vật lý đã được phát triển trong hơn hai thập kỷ và đang bắt đầu để trình bày một máy chủ lưu trữ toàn bộ khả năng sản xuất kỹ thuật số mới. Vì vậy 3D in ấn có thể sớm làm cho sản xuất những gì máy tính và Internet đã làm cho việc xử lý, tạo và lưu trữ thông tin. Một khả năng như vậy cũng bắt đầu nhận được sự chú ý trong các phương tiện truyền thông chính thống. ví dụ, gần đây đã công bố bài viết tuyệt vời này trên Thế giới in ấn.
Sau đây cung cấp một cái nhìn tổng quan về công nghệ in 3D và các ứng dụng hiện tại và có khả năng tương lai của họ. Đối với một danh sách đầy đủ của các nhà sản xuất máy in 3D, cũng như các sáng kiến và tổ chức tiên phong ứng dụng của họ. 
Công nghệ in ấn hiện nay:
In 3D là một công nghệ phụ gia, trong đó đối tượng được xây dựng trong các lớp trong một quá trình thường mất vài giờ. Máy in 3D thương mại đầu tiên được dựa trên một kỹ thuật được gọi là stereolithography. Điều này được phát minh bởi Charles Hull vào năm 1984. Máy in 3D Stereolithographic (được gọi là SLAs hoặc s tereo l ithography pparatus) vị trí một nền tảng đục lỗ ngay bên dưới bề mặt của một thùng của polymer photocurable chất lỏng. Một chùm laser UV sau đó dấu vết slice đầu tiên của một đối tượng trên bề mặt của chất lỏng này, gây ra một lớp rất mỏng của photopolymer cứng. Nền tảng đục lỗ sau đó được hạ xuống rất nhẹ và miếng khác được vạch ra và làm cứng bằng laser. Slice Một sau đó được tạo ra, và sau đó một, cho đến khi một đối tượng hoàn chỉnh đã được in và có thể được gỡ bỏ từ một thùng photopolymer, để ráo nước của chất lỏng dư thừa, và chữa khỏi. Máy in Stereolithographic vẫn là một trong những loại chính xác nhất của phần cứng để chế tạo đầu ra 3D, với mức tối thiểu xây dựng độ dày lớp chỉ có 0.06mm (0,0025 inch).
Một công nghệ in 3D thương mại chung được hợp nhất mô hình lắng đọng (FDM). Dưới đây là một vật liệu nửa lỏng và thường nhất là một nhựa nhiệt dẻo nóng được đẩy lên từ một đầu in kiểm soát nhiệt độ để sản xuất các đối tượng khá mạnh mẽ đến một mức độ chính xác cao. Một lợi ích quan trọng của kỹ thuật này là các đối tượng có thể được thực hiện trong chính xác nhựa nhiệt được sử dụng trong ép phun truyền thống. Hầu hết các máy in 3D FMD có thể in với cả hai ABS (acrylonitrile butadiene styrene), cũng như một chất dẻo sinh học phân hủy sinh học được gọi là PLA (polylactic acid) được sản xuất từ ​​các lựa chọn thay thế hữu cơ dầu.Trong vòng một thập kỷ phát triển của sinh học tổng hợp có khả năng để làm cho sản xuất trực tiếp của PLA từ một loạt các vật liệu sinh khối khá phổ biến, do đó cho phép vật tư in ấn 3D được trồng nhiều trong sân trở lại.
Ngoài việc được sử dụng để sản xuất các đối tượng nhựa, máy in FDM cũng đã được phát triển có thể sản xuất các vật liệu nửa lỏng khác. Các ứng dụng đã khá đa dạng, và phạm vi từ máy in thực phẩm có thể in đóng băng bánh , phô mai hoặc sô-cô-la , máy in cụ thể mà có thể trong tương lai cho phép toàn bộ các tòa nhà (hoặc lớn các bộ phận của chúng) được 3D in.
Là một thay thế cho FDM, một công ty được gọi là Objet đã phát triển một quá trình được gọi là Polyjet Matrix. Này máy bay phản lực hai polyme lỏng photocurable từ một cái đầu 96 in vòi phun. Mỗi lớp đối tượng được xử lý bởi một ánh sáng UV ngay lập tức nó đã được in. Một trong những lợi ích quan trọng của quá trình này là cho phép in ấn sẽ diễn ra tại nhiều chất liệu chỉ đơn giản bằng cách thay đổi sự kết hợp của các polyme photocurable phun nước từ đầu in. Bạn có thể tìm hiểu thêm về công nghệ này rất ấn tượng trong video này . in tờ rơi
Công nghệ in 3D thứ tư và cũng được thành lập là thiêu kết bằng laser chọn lọc (SLS). Này được xây dựng đối tượng bằng cách đặt một lớp bột tốt và sau đó bằng cách sử dụng tia laser để có lựa chọn hợp một số hạt của nó với nhau. Hiện nay, SLS máy in 3D có thể xuất ra các đối tượng bằng cách sử dụng một loạt các vật liệu bột. Chúng bao gồm sáp, polystyrene, nylon, thủy tinh, gốm sứ, thép không gỉ, titan, nhôm và các hợp kim khác nhau bao gồm chrome cobalt. Trong quá trình in ấn, các hạt bột không ngoại quan hỗ trợ các đối tượng như nó được xây dựng. Sau khi in xong, gần như tất cả công suất dư thừa có thể được tái chế.
Khi SLS được sử dụng để trực tiếp sản xuất các vật bằng kim loại quá trình này còn được gọi làkim loại tia laser trực tiếp thiêu kết (DMLS). Đồ dùng kim loại được tạo ra bởi một máy in 3D DMLS khoảng 99,99% dày đặc, và do đó có thể được sử dụng ở vị trí của các bộ phận kim loại trong đại đa số các ứng dụng truyền thống. (Có một số trang tốt trên DMLS ở đây ).
Trong khi DMLS 3D in các vật bằng kim loại trực tiếp, nó cũng phổ biến để sử dụng thiêu kết laser để sản xuất các đối tượng sáp mà sau đó hy sinh trong một quá trình đúc sáp mất truyền thống. Ở đây, một khi đối tượng sáp đã được 3D in một khuôn thạch cao được đổ xung quanh nó. Khi bị nung nóng, sáp sau đó tan chảy và đổ máu ra, sau đó một kim loại lỏng có thể được đổ. Một khi điều này làm mát thạch cao được lấy ra, để lại một vật kim loại đó - trong một số giác quan - đã bắt đầu cuộc sống của mình trên một máy in 3D.
A liên quan chặt chẽ kỹ thuật in ấn 3D để SLS được biết đến như tan chảy tia laser chọn lọc(SLM). Này sử dụng laser để làm tan chảy các hạt bột tạo thành một đối tượng cuối cùng, chứ không phải sau đó chỉ cần nóng họ đủ để kết hợp chúng lại với nhau. Là một biến thể, một kỹ thuật được gọi là thiêu kết nhiệt chọn lọc (SHS) sử dụng một đầu in nhiệt - chứ không phải là một laser - áp dụng nhiệt để lớp kế tiếp của một loại bột nhiệt dẻo, và như đã giải thích ở độ sâu ở đây .
Một thức công nghệ in 3D trong ứng dụng rất phổ biến là mô hình đa tia (MJM) - mặc dù quá trình này đi theo một số lượng lớn các tên. Điều này một lần nữa xây dựng các đối tượng từ các lớp kế tiếp của bột, với một đầu in phun được sử dụng để phun trên một giải pháp chất kết dính có chọn lọc keo chỉ yêu cầu hạt với nhau. Một số máy in MJM - chẳng hạn như 650 ZPrinter từ ZCorp - có thể phun trên bốn màu sắc khác nhau của giải pháp chất kết dính, do đó, cho phép chúng để tạo ra các đối tượng 3D đầy màu sắc lên để 600x540dpi. Bạn có thể xem một video tuyệt vời quảng cáo cho số 650 ZCorp ở đây .
Máy in 3D thương mại và dịch vụ trực tuyến
Một loạt các máy in thương mại 3D cho các ứng dụng công nghiệp hiện nay có sẵn từ các công ty bao gồm các hệ thống 3D (mà làm việc với hầu hết các công nghệ và nhanh chóng có được nhiều nhà sản xuất nhỏ hơn), Stratasys (bước đầu phát triển FDM), Fortus và In ấn Kích thước(trong đó sử dụng các Stratasys FDM quá trình), rắn Scape (trong đó sử dụng FDM quá trình riêng của nó, nhưng bây giờ thuộc sở hữu của Stratasys), Objet (phát triển Matrix Polyjet quá trình) và ZCorp (chuyên MJM như đã nói ở trên, và bây giờ cũng thuộc sở hữu của hệ thống 3D) . Một cầu thủ lớn khác là envisionTEC có Perfactory máy in 3D chiếu bộ dữ liệu voxel vào một photopolymer. (Một đoạn video cho thấy làm thế nào quá trình này voxelization khác hơn công nghệ "truyền thống" lớp có thể được tìm thấy ở đây ).
Tất cả các nhà sản xuất trên các máy in 3D đã xây dựng doanh nghiệp của họ phát triển từ đầu trong thị trường in ấn nhanh chóng mở rộng 3D. Tuy nhiên, các nhà sản xuất máy in truyền thống 2D bây giờ cũng bắt đầu nhúng ngón chân của họ vào vùng biển 3D. Ví dụ, công ty HP Packard (HP) bán FDM của nó dựa trên HP Designjet loạt máy in 3D đã thực hiện một thỏa thuận với Stratasys .
Giá hầu hết các máy in 3D thương mại / công nghiệp có xu hướng bắt đầu trong khung 10-to-20.000 USD và trở lên xoắn ốc. Mặc dù một số mô hình máy tính để bàn trên thị trường, thương mại hầu hết các máy in 3D thường khá cồng kềnh và thường sàn đứng. Đó là, tuy nhiên, đã có thể cho các nhà thiết kế duy nhất và các cá nhân để có được bản in 3D chất lượng cao từ phần cứng thương mại in 3D bằng cách sử dụng một phòng trực tuyến. Ví dụ, Sculpteo ,Shapeways , ProParts 3D và iMaterialize cho phép bất cứ ai để có những thiết kế của họ 3D in và tiếp thị trực tuyến. Việc đầu tiên hai của các công ty thậm chí cung cấp một cơ sở để tải lên hai bức ảnh của chính mình mà từ đó sẽ được tạo ra một bức tượng đầy màu sắc! Dịch vụ trực tuyến 3D in ấn cũng có thể thu được từ các nhà cung cấp . Các video sau đây cho thấy làm thế nào tôi sử dụng iMaterialize dịch vụ trực tuyến để in 3D một vật kim loại