Utengenezaji wa 3D ni mwelekeo maarufu sana, unaokuza na unaofanya kazi nyingi katika tasnia ya kompyuta leo. Uundaji wa mifano halisi ya kitu imekuwa sehemu muhimu ya uzalishaji wa kisasa.
Teknolojia za kisasa hazisimama na vitu vipya vinazuliwa kila siku katika nyanja anuwai za sayansi. Njia moja kama hiyo ni printa ya 3D. Uvumbuzi wa kifaa hiki inafanya uwezekano wa kuunda mifano ya kipekee ya 3D, ambayo matumizi yake yanawezekana katika tasnia yoyote, kutoka kwa ujenzi hadi dawa.
Historia ya printa ya 3D na ni nini?
Kwa kweli, printa za 3D za viwandani zilionekana muda mrefu uliopita, lakini uwepo wao haukutangazwa sana kwa idadi ya watu. Mfano wa kwanza wa 3D ulionekana nyuma mnamo 1985. Printa ilifanya kazi kidogo na ilichapishwa kwa rangi nyeusi na nyeupe. Tayari mnamo 1988, utengenezaji wa mifano ya rangi ilianza. Kwa sasa, kuna idadi kubwa ya mifano ambayo inafanya kazi kwenye vifaa anuwai. Nyuma mnamo 2000, printa za 3D zinaweza tu kufanya kazi na plastiki ya ABC. Na leo anuwai ya vifaa imepanuka hadi vifaa mia kadhaa. Hii ni pamoja na: akriliki, saruji, hydrogel, karatasi, jasi, barafu, nk.
Tayari mnamo 2005, mfano wa printa ulionekana, ambayo ilifanya iwezekane kuunda modeli za rangi. Kifaa hiki kinaweza kuchapisha sehemu nyingi za mfano. Mnamo 2014, printa ya kwanza iliyo na eneo kubwa la kuchapisha ilionekana. Ukuaji huu unaruhusu uundaji wa mifano ya saizi isiyo na ukomo. Tayari kumekuwa na jaribio la kuchapisha nyumba halisi katika saizi yake kamili.
Haikuchukua zaidi ya siku kujenga muundo kama huo. Tayari mnamo 2016, jengo la kwanza la kuchapishwa la 3D liliwasilishwa huko Dubai. Mnamo Februari 2017, Urusi pia ilifunua nyumba iliyochapishwa kabisa kwenye tovuti ya ujenzi. Mwaka huu, printa ya mhimili sita pia ilitengenezwa, ambayo vitu ngumu vitakuwa rahisi kuchapisha bila hitaji la miundo inayounga mkono. Kwa sasa, maendeleo ya printa ambazo zinaweza kuchapisha viungo vya binadamu, bandia, vipandikizi, miili ya gari na hata chakula zinaendelea.
Kwa hivyo ni nini printa ya 3D na inafanya kazi gani?
Printa ya 3D ni kifaa maalum cha kuunda vielelezo vitatu. Na mashine hii, unaweza kuunda aina tatu-saizi za saizi anuwai. Kwa sababu ya pato la habari katika fomu ya pande tatu, vitu vyote vilivyopatikana vina vigezo halisi vya mwili.
Je! Printa ya 3D inafanya kazije na mifano halisi ya 3D huundwaje?
Ikiwa tunaelezea kazi ya printa ya 3D kwa jumla, kuna hatua kadhaa kuu za kazi yake:
- Uundaji wa mtindo wa 3D katika programu ya picha. Katika hatua hii, mfano huo umeundwa kwenye kompyuta kwa kutumia templeti maalum.
- Kugawanya mfano katika tabaka.
- Hatua inayofuata inahusiana na utendaji wa printa yenyewe. Inaunda misa ya safu maalum ya unga na safu, ambayo hutumiwa kwa uundaji zaidi wa modeli. Chumba maalum huundwa, ambacho kinajazwa na nyenzo za plastiki.
- Baada ya kila safu, nyenzo hiyo hutiwa mafuta na safu ya wambiso, ambayo inatoa nguvu ya mfano wa baadaye.
Aina za uundaji wa 3D
Katika eneo hili, teknolojia za kisasa zinaendelea kwa njia kadhaa:
- teknolojia za stereolithographic, ambazo zimefupishwa kama STL. Fomati ya faili inayotumiwa sana kwa kuhifadhi vielelezo vitatu vya vitu vya kutumiwa katika teknolojia za nyongeza.
- Njia za matumizi ya thermoplastic - FDM. Uundaji wa modeli kwa kutumia utaftaji wa safu-kwa-safu ya nyenzo
- laser sintering - SLS. Teknolojia (SLS) inajumuisha utumiaji wa lasers moja au zaidi (kawaida dioksidi kaboni) kuchimba chembe za nyenzo za unga ili kuunda kitu chenye pande tatu.
Leo, njia ya kuweka safu-kwa-safu ni maarufu zaidi na hutumiwa sana katika tasnia.
Faida kuu za njia hii ni:
- matumizi ya vifaa vya hali ya juu na vya bei rahisi;
- mbinu rahisi ya operesheni;
- urafiki wa mazingira wa vifaa vilivyotumika.
Ubaguzi wa laser
Aina hii ya uundaji wa 3D hutumiwa sana katika bandia ya meno. Kipengele tofauti cha aina hii ya uchapishaji ni utengenezaji wa vitu vya hali ya juu. Matokeo kama hayo yanapatikana kwa sababu ya utumiaji wa vifaa ambavyo hufanya kazi katika gridi ya eneo, ambayo imehesabiwa katika microns za kitengo.
Je! Vifaa kama hivyo hufanya kazije?
Sehemu ya kazi ya vifaa kama hivyo inategemea madomo ya UV ya UV. Ndani ya printa hizi za 3D kuna vioo maridadi ambavyo hutoa usahihi sahihi wa mihimili. kwa sababu ya hii, sio ya mtiririko, lakini mfiduo kamili wa tabaka za contour hufanyika.
Uchimbaji wa laser
Uchimbaji wa laser, au teknolojia ya SLS, ni aina nyingine ya uundaji wa laser. Kwa operesheni, vifaa kama hivyo hutumia plastiki inayyeyuka chini. Msingi wa maendeleo ya kipekee ni laser yenye nguvu ambayo inafuatilia mtaro kwenye msingi wa plastiki, ikichanganya vifaa. Mchakato huo unarudiwa mpaka modeli kamili ipatikane. Ubaya mkubwa wa uchakachuaji wa laser ni porosity ya mifano inayosababishwa. Walakini, hii haiathiri nguvu kwa njia yoyote. inaaminika kuwa mifano iliyopatikana kwa njia hii ndio ya kudumu zaidi. Ufungaji wa uchakachuaji wa laser una gharama kubwa, na mchakato wa kuunda mfano yenyewe unachukua muda mrefu.
Ni vifaa gani vinavyotumiwa kuunda vielelezo vya 3D?
Kama ilivyoelezwa tayari, nyenzo kuu zinazotumiwa katika printa za 3D ni thermoplastic. Inakuja katika muundo mbili: ABS na PLA. Kwa kuongezea, vifaa kama vile nylon, polyethilini, polycarbonate na aina zingine za vifaa ambavyo hutumiwa katika tasnia vimeenea.
Wachapishaji wengi wa 3D wanajumuisha kuchanganya aina kadhaa za vifaa, kuchanganya mali zao za kimwili na kemikali.
Ufungaji ambao hutumia metali kwa kazi yao ni ngumu zaidi katika muundo wao. Tofauti katika teknolojia inakuja kwa kazi za kichwa cha kuchapisha, ambacho hufanya kazi kwa msingi wa programu ya kompyuta. Kwa msaada wake, molekuli ya kushikamana hutumiwa kwenye maeneo ambayo programu ya kompyuta inaelekeza. Halafu, kichwa hutumia safu nyembamba ya unga wa chuma kwa eneo lote la kazi. Hiyo ni, chuma hakiyeyuki, kama ilivyo kwa plastiki, lakini hutumiwa na kushikamana pamoja katika tabaka kwa njia ya chembe ndogo zaidi.
Ukweli wa kuvutia juu ya printa za 3D
- Uchapishaji wa 3D hautumiwi tu katika tasnia, hutumiwa sana katika dawa, kupikia na hata nafasi.
- Kila mwaka bei ya printa za 3D inakuwa ya chini na nafuu zaidi. Hivi karibuni teknolojia hii itapatikana kwa karibu kila mtu.
- Mfano wa kwanza wa 3D uliundwa mnamo 1984. Ilipatikana na Chuck Hill kama matokeo ya ubaguzi wa picha.
- Sio zamani sana, viungo vya bandia viliundwa kwa kutumia printa ya 3D. Viungo bandia vya sikio vilikuwa mifano ya kwanza.
- Katika siku za usoni, wanasayansi watachapisha mfano wa kwanza wa mwanadamu.
- Uundaji wa 3D utasaidia kupunguza gharama za uzalishaji, kwa hivyo utengenezaji wa kiwanda hivi karibuni hautakuwa na faida.
- Teknolojia za 3D zimetumika katika sinema kwa muda mrefu sana kuunda mifano halisi.
- Wanasayansi wanapendekeza kwamba kwa msaada wa uundaji wa 3D, roboti zinaweza kuundwa ambazo badala ya watu watafuta nafasi.
- Mifano za 3D za nguo tayari zimeonyeshwa kwa ulimwengu. Mfano Dita Von Teese alikua nyota ya kwanza kuvaa mavazi ya 3D yaliyochapishwa.
