3D modeliranje je vrlo popularan, razvojni i multitasking smjer danas u računarskoj industriji. Stvaranje virtualnih modela nečega postalo je sastavni dio moderne proizvodnje.
Moderne tehnologije ne stoje mirno i svakodnevno se izmišljaju novi predmeti u raznim poljima nauke. Jedno od takvih znanja je 3D štampač. Izum ovog uređaja omogućava stvaranje jedinstvenih 3D modela, čija je upotreba moguća u bilo kojoj industriji, od građevine do medicine.
Istorija 3D štampača i šta je to?
U stvari, industrijski 3D printeri pojavili su se davno, ali njihovo postojanje nije bilo toliko oglašavano za širu populaciju. Prvi 3D model pojavio se davne 1985. godine. Štampač je bio malo funkcionalan i tiskan je crno-bijelo. Već 1988. godine započela je proizvodnja modela u boji. Trenutno postoji ogroman broj modela koji rade na širokom spektru materijala. Davne 2000. godine 3D štampači mogli su raditi samo s ABC plastikom. A danas se asortiman materijala proširio na nekoliko stotina materijala. Uključuju: akril, beton, hidrogel, papir, gips, led itd.
Već 2005. godine pojavio se model štampača koji je omogućio stvaranje modela u boji. Ovaj uređaj može ispisivati većinu komponenata modela. 2014. godine pojavio se prvi štampač sa ogromnom površinom ispisa. Ovaj razvoj omogućava stvaranje modela neograničene veličine. Već je bio pokušaj tiskanja betonske kuće u punoj veličini.
Nije bilo potrebno više od jednog dana da se podigne takva konstrukcija. Već 2016. godine predstavljena je prva 3D štampana zgrada u Dubaiju. U februaru 2017. Rusija je takođe otkrila kuću koja je u cijelosti otisnuta na gradilištu. Ove godine razvijen je i šestoosni printer, s kojim će se složeni elementi mnogo lakše ispisivati bez potrebe za potpornim strukturama. Trenutno je razvoj štampača koji mogu ispisivati ljudske organe, proteze, implantate, karoserije, pa čak i hranu, u punom je jeku.
Pa, što je 3D printer i koje funkcije obavlja?
3D printer je poseban uređaj za stvaranje trodimenzionalnih modela. Pomoću ovog stroja možete stvoriti trodimenzionalne modele različitih veličina. Zbog izlaza informacija u trodimenzionalnom obliku, svi dobiveni objekti imaju stvarne fizičke parametre.
Kako funkcionira 3D printer i kako se stvaraju pravi 3D modeli?
Ako općenito opišemo rad 3D printera, postoji nekoliko glavnih faza njegovog rada:
- Izrada 3D modela u grafičkom programu. U ovoj fazi model se kreira na računaru pomoću posebnih virtualnih predložaka.
- Podjela modela na slojeve.
- Sljedeća faza odnosi se na rad samog štampača. Sloj po sloj formira masu posebnog praha koji se koristi za dalje formiranje modela. Stvorena je posebna komora koja je ispunjena plastičnim materijalom.
- Nakon svakog sloja, materijal se podmazuje ljepljivim slojem, koji daje budućem modelu čvrstoću.
Vrste 3D modeliranja
U ovom području moderne tehnologije razvijaju se u nekoliko pravaca:
- stereolitografske tehnologije, koje se skraćuju STL. Format datoteke koji se široko koristi za čuvanje trodimenzionalnih modela objekata za upotrebu u aditivnim tehnologijama.
- metode termoplastične primjene - FDM. Modeliranje modela pomoću sloja po slojevima.
- lasersko sinterovanje - SLS. Tehnologija (SLS) uključuje upotrebu jednog ili više lasera (obično ugljen-dioksida) za sinterovanje čestica praškastog materijala kako bi se formirao trodimenzionalni fizički objekt.
Danas je metoda taloženja po slojevima najpopularnija i najšire korištena u industriji.
Glavne prednosti ove metode su:
- upotreba visokokvalitetnih i jeftinih materijala;
- jednostavna tehnika rada;
- ekološka prihvatljivost korištenih materijala.
Laserska stereolitografija
Ova vrsta 3D modeliranja široko se koristi u zubnoj protetici. Karakteristična karakteristika ove vrste štampe je izrada visokokvalitetnih predmeta. Takvi se rezultati postižu zahvaljujući upotrebi opreme koja radi u dimenzionalnoj mreži, koja se izračunava u jedinicama mikrona.
Kako takva oprema radi?
Funkcionalni dio takve opreme zasnovan je na LED ultraljubičastim projektorima. Unutar ovih 3D printera nalaze se osjetljiva ogledala koja pružaju precizno skretanje zraka. zbog toga se događa ne sekvencijalno, već potpuno izlaganje konturnih slojeva.
Lasersko sinterovanje
Lasersko sinterovanje ili SLS tehnologija je još jedna vrsta laserskog modeliranja. Za rad takvi uređaji koriste plastiku koja se lako topi. Osnova jedinstvenog razvoja je snažni laser koji prati konture na plastičnoj podlozi, stapajući materijal. Postupak se ponavlja dok se ne dobije cjelovit model. značajan nedostatak laserskog sinterovanja je poroznost nastalih modela. međutim, to ni na koji način ne utječe na čvrstoću. vjeruje se da su modeli dobiveni ovom metodom najtrajniji. Instalacija za lasersko sinterovanje ima prilično visoku cijenu, a postupak oblikovanja samog modela traje dugo.
Koji se materijali koriste za izradu 3D modela?
Kao što je već spomenuto, glavni materijal koji se koristi u 3D printerima je termoplastika. Dolazi u dva formata: ABS i PLA. Pored toga, takvi materijali kao što su najlon, polietilen, polikarbonat i druge vrste materijala koji se koriste u industriji postali su široko rasprostranjeni.
Mnogi 3D printeri uključuju miješanje nekoliko vrsta materijala, kombinirajući njihova fizička i hemijska svojstva.
Postrojenja koja koriste metale za svoj rad složenije su po svojoj strukturi. Razlika u tehnologiji svodi se na funkcije glave za ispis koja radi na bazi računarskog programa. Uz njegovu pomoć, ljepljiva masa se nanosi na mjesta na koja usmjerava računalni program. Zatim glava nanosi tanak sloj metalnog praha na cijelo radno područje. Odnosno, metal se ne topi, kao što je slučaj s plastikom, već se nanosi i lijepi u slojevima u obliku najmanjih čestica.
Zanimljivosti o 3D printerima
- 3D štampa se koristi ne samo u industriji, već se široko koristi u medicini, kulinarstvu pa čak i u svemiru.
- Svake godine cijena 3D printera postaje niža i pristupačnija. Uskoro će ova tehnologija biti dostupna gotovo svima.
- Prvi 3D model stvoren je 1984. godine. Dobio ga je Chuck Hill kao rezultat stereolitografije.
- Ne tako davno, umjetni organi su stvoreni pomoću 3D printera. Ušne proteze su bili prvi modeli.
- U bliskoj budućnosti naučnici će otisnuti prvi ljudski model.
- 3D modeliranje pomoći će smanjiti troškove proizvodnje, pa će tvornička proizvodnja uskoro postati neisplativa.
- 3D tehnologije se vrlo dugo koriste u kinematografiji za stvaranje realnih modela.
- Naučnici sugeriraju da se uz pomoć 3D modeliranja mogu stvoriti roboti koji će umjesto da ljudi istražuju svemir.
- 3D modeli haljina već su prikazani svijetu. Model Dita Von Teese postala je prva zvijezda koja je odjenula 3D printanu haljinu.
