Презентация на тему: 3D принтер

3D Принтер

Что такое 3D-принтеры

Это вид техники, создающей трёхмерные физические объекты по моделям, созданным на компьютере. Разработаны десятки моделей 3d-принтеров, способных работать с разными материалами. Наибольшее распространение получили две группы: работающие с филаментом (пластиковыми нитями, чистыми или с добавлением других материалов) и полимерными смолами. Однако уже созданы технологии, позволяющие работать с порошковыми смесями.

К основным конструкторским элементам относятся:

камера сборки (может быть открытой или закрытой);

рама, на которой закреплены все механизмы и детали;

двигатели, приводящие в движение механизм, контролирующие точность и скорость печати;

печатная платформа;

экструдер – печатающая головка, которая отвечает за захват порции материала и подачу через нагретое сопло на платформу;

панель управления.

Девайсы, печатающие филаментом, дополнительно имеют держатель для катушки, а те, что работают с жидкими полимерными смолами, – ванночку, а также источник УФ-излучения – лазер или проектор.

Принцип работы (печатной технологии)

Филаментные (FDM, FFF, PJT). Технология послойного наплавления пластика/полимера, самая простая и распространённая. Принцип заключается в выдавливании разогретой нити из сопла, создающей тончайший слой. Он быстро твердеет под воздействием вентилятора, потом наносится следующий уровень. Финальные объекты получаются прочными и качественными. Работает с большинством видов сырья.

Фотополимерные, основанные на принципе затвердевания смолы под воздействием УФ-излучения. Есть несколько типов 3d-принтеров, применяющих разные способы засветки:

• SLA – лазерная стереолитография, при которой лазер облучает смолу точечным воздействием;
• DLP – усовершенствованный аналог SLA, при котором засветка производится не точечно, а сразу послойно под воздействием проектора (скорость распечатывания объекта увеличивается, но качество ухудшается);
• LCD – засветка производится через жидкокристаллический дисплей.

Принцип работы (печатной технологии)

Порошковые. В качестве расходника выступает порошок, например песок, гипс, металл, который послойно спекается:

• MJF – многоструйный синтез. На каждый порошковый пласт наносится клеящее вещество, для затвердевания применяют инфракрасный свет.
• SLM - выборочное лазерное плавление. Металлический порошок, насыпанный не тонким слоем, а горкой, послойно расплавляется мощным лазером, формируя 3D-модель. Технология применяется в аэрокосмической промышленности.
• DMLS – прямое спекание металлического порошка лазером. В камеру засыпается порция порошка, необходимая для создания первого слоя, затем валик выравнивает его, удаляя лишнее.
• SLS в переводе означает выборочное лазерное спекание. Лазер, воздействуя на заданные точки, спекает их, формируя тем самым объект. В качестве сырья используется полиамид или нейлон. Изделия получаются очень прочными.
• EBM – запекание производится не лазером, а воздействием мощных электронных пучков.
• 3DP – способ трёхмерной печати с использованием клея. На порошок наносится клей, образуя гранулы, затем новый пласт порошка, еще клей и т.д.

Принцип работы (печатной технологии)

Струйные:

• PolyJet – способ, напоминающий струйную печать, при которой полимер выстреливает на рабочую платформу через десятки мельчайших сопел, образуя слой. Затем его подвергают воздействию УФ-излучения, и он затвердевает.
• MJM – метод, аналогичный предыдущему, но разработанный для работы с воском.
• CJP – цветная струйная печать. Метод разработан для работы с гипсом и пластиком, заключается в послойном склеивании и окрашивании. Применяется для изготовления фигурок людей, скульптур, архитектурных макетов.
• MJ – многоструйное моделирование. Слои воспроизводятся печатной головкой, снабжённой большим количеством сопел (от 96 до 488). Полимеризация появляется под воздействием УФ-излучения.

Принцип работы (печатной технологии)

• LOM предназначен для создания объектов из бумаги методом послойного проклеивания. Пласты вырезаются ножом или лазером. Параллельно происходит окрашивание слоёв и прессование. Подходит для воссоздания архитектурных моделей, декоративный вещей.
• Clip – инновация, обеспечивающая затвердевание светочувствительной смолы под воздействием света и кислорода. Методика ускоряет процесс распечатки, а также помогает избежать эффекта расслаивания: кислород препятствует неравномерному затвердению.
• MIM – литьевое прессование металлов – наиболее малозатратный безотходный метод при массовом производстве. Методика заключается в формовании геометрически сложных объектов из мелкодисперсного (крупностью 5-20 микрон) металлического порошка, смешанного с клейкой полимерной смесью.
• Binder jetting – аналог струйного метода распечатывания, предназначенный для изготовления масштабных объектов. Применяется для работы с порошковыми песчаными смесями.

Области применения

Потребительские

• Это приспособления для использования дома. Они имеют невысокую производительность и просты в управлении. В качестве сырья используется ABS и PLA пластик. Никаких сложных принтов на них сделать нельзя, но они хорошо подходят для:

• освоения инновации;
• развития творческих способностей детей;
• взрослых, увлекающихся рисованием, моделированием, производством поделок.
• Скорость печати невысокая. Оборудование поставляется в собранном или полуразобранном виде, но чтобы привести его в рабочее состояние, никаких особых технических навыков не требуется.

Области применения

Персональные

• Девайс, обладающий более широкими техническими возможностями, чем домашний. Но его также можно использовать дома. Только предназначен он для тех, кто уже имеет опыт и хочет изготавливать что-то более сложное. У персональных устройств скорость печати, качество и точность принтов намного выше. Однако никаких дополнительных опций для расширения возможностей печати здесь нет. Аппарат запускается одной кнопкой и работает практически в одном режиме.

• Он подойдёт для использования в рекламных агентствах, небольших дизайнерских студиях, инженерных и ремонтных мастерских, а также для изготовления прототипов и штучных изделий.

• Недостатком персональных принтеров является высокая шумность и повышенная температура в помещении во время работы. Поэтому их лучше устанавливать в отдельных проветриваемых помещениях.

Области применения

Профессиональные

• Это уже модели крупных габаритов с повышенной производительностью, пригодные для налаживания производства. Могут работать с разными видами сырья. Готовая продукция качественна, точна, имеет высокую детализированность. Профессиональные устройства позволяют одновременно печатать несколько моделей. Однако для работы на них нужны навыки. Здесь много дополнительных режимов, опций, настроек, которые надо каждый раз выставлять.
• Профессиональные машины занимают много места и сильно шумят при работе. Для их установки требуется специально подготовленное место с хорошей вентиляцией и подведённой высоковольтной линией.
• Девайсы профессионального уровня часто применяют в архитектуре и строительстве. Они пригодны для компаний, нуждающихся в постоянном моделировании, прототипировании или полномасштабном производстве изделий высокого качества и точности.

Промышленные

Это самый мощный в семействе вид 3d-принтера – настоящий печатающий станок с большой площадью печати, а также высоким уровнем автоматизации и контроля.  Промышленные агрегаты предназначены для массового производства любых деталей – от мелких ювелирных изделий до автомобильной техники. Работают со всеми видами материалов. Обычно они создаются под определённые виды производства, поэтому габариты одних сопоставимы с размерами легкового автомобиля, других – с автобусами. Нуждаются в специальных помещениях, оснащённых сильной вытяжкой, выделенной высоковольтной линией электропередачи, газовой трубой.