Seal on palju tehnoloogiaid, mille abil see loomulik põhimõte realiseerub; igal neist on oma eelised ja optimaalsed rakendusvaldkonnad. Peamine erinevus tehnoloogiate vahel on mudelis kasutatud materjal ja ka selle rakendamine. 3D-prototüüpimismasinad on töötanud mitu aastakümmet ja neid kasutatakse edukalt erinevates valdkondades.
Prototüüp tehakse mis tahes toote kujundamisel: selle abil määrab disainerite, disainerite ja tehnoloogide meeskond antud mudeli tootmise võimalused. On väga oluline teada, milline osa pärast otsuse langetamist välja näeb. Enne lõpptoote disaini- ja valmistamistehnoloogia kinnitamist võib mudel läbida kahekümne või enama korduse ning alles pärast seda saadetakse see tootmisse. Suurim takistus prototüüpide loomisel on alati olnud kulu - tavaliselt mitte kunagi madal - kuid 3D-prototüüpimismasinatega on võimalus kulusid dramaatiliselt vähendada.
3D-prototüüpimist kasutatakse tänapäeval paljudes töötlevas tööstuses. Kui pöörduda auto- ja lennundustööstuse poole, siis just neis on 3D-prototüüpimine väga oluline. Nende tööstusharude jaoks on kõige olulisem väljakutse uue toote väljatöötamise aja lühendamine. Reeglina vajavad auto ja lennufirmad uue mudeli turule toomiseks vähemalt kolme kuni seitset aastat. Tööriist selle eesmärgi saavutamiseks on tööstuslike CAD-süsteemide kasutamine virtualiseerimiseks ja kiireks 3D-prototüüpimiseks. 3D-mudeli virtualiseerimine arvutis võib viia tõhusama kujunduseni, kuid lõpliku otsuse tegemine ilma füüsilise 3D-mudelita võib olla äärmiselt keeruline.
Esimest korda tekkis vajadus luua 3D-mudeleid (3D-prototüüpe) otse CAD-failidest tööstuslikes CAD-süsteemides. Kuid teiste valdkondade, näiteks GIS, meditsiin ja teised, jaoks on väga oluline, et 3D-prototüüpide kasutamine avaks uusi ja piiramatuid võimalusi. Tänapäeva 3D-prototüüpide valmistamise tehnoloogiad pakuvad kulutõhusamat lähenemist, mis vähendab oluliselt nii aega kui ka raha.
Z Corporation ja 3D-printimine
3D-kiirete prototüüpide loomise kõige uuenduslikumate ettevõtete hulgas on Z Corporation, mis on alates 1997. aastast tootnud kaubanduslikke tindiprinteri 3D-printereid, et aidata kiirendada tööstusdisaini ja parandada töö efektiivsust. Olgu selleks siis uue rehviprofiili uurimine või professionaalsete tossude mitmekihiline välistald, arhitektuuriprojekt või inimese südame modelleerimine - see kõik nõuab füüsiliste mudelite loomist.
Z Corporationi 3D-prototüüpide valmistamise meetod põhineb pulbri kihthaaval sidumisel ja vähendab ühe mudeli valmistamise aega ja kulusid (üksikasjalikku kirjeldust leiate artiklist "Kolmemõõtmeline prototüüpimine").
Tavaliselt on 3D-prototüüpide kiireks valmistamiseks vajalike seadmete maksumus üle miljoni rubla ja vähemalt veel miljon kulutatakse spetsialistide koolitamiseks selle seadmega töötamiseks. Erinevalt teistest masinatest maksavad Z Corporation 3D-printerid teile veidi üle poole miljoni rubla ja spetsialisti koolitamise hind on tema ühe päeva koolituse maksumus, kuna neid printereid on nii lihtne kasutada, et igaüks saab neid kasutada.
Kiirus, madal hind, mitmekülgsus ja võimalus saada värvilisi 3D-mudeleid - kõik need on ainulaadsed võimalused, mis on tulevikus veelgi olulisemad tööstusharude jaoks, kus on olulised tõhusamad viisid toodete ja teenuste turule toomiseks.
3D-printerite rida võib jagada umbes kahte põhitüüpi.
Universaalsed 3D-printerid (Z310 +; Z510)
Printerid, mis võimaldavad rakendustes kasutada väga erinevaid kandjaid, alates lihtsast modelleerimisest kuni tööstusliku vormimiseni. Need printerid toetavad nii töövoo pidevat täiustamist kui ka 3D-printimismaterjalide väljatöötamist, et vastata uutele turunõuetele.
Kontori 3D-printerid (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Selle 3D-printerite kategooria eripära on mugavus ja kasutusmugavus:
• minimaalsed vajalikud oskused ja koolitus;
• enamik toiminguid tehakse automaatselt;
• automaatne seadistamine ja diagnostika;
• automatiseeritud süsteem pulbri laadimiseks ja korduvkasutamiseks;
• intuitiivne juhtpaneel.
Printerid töötavad vastupidavate ja ülitäpsete 3D-mudelite loomiseks ainult kvaliteetse komposiitmaterjaliga.
Uued mudelid
2010. aasta juunis tutvustas Z Corporation algtaseme kontoris asuvaid 3D-printereid kõigest 19 920 dollariga (vähem kui 600 000 rubla), pakkudes uuesti lahendusi, kuidas 3D-prototüübid enamusele disaineritele, inseneridele, arhitektidele ja üliõpilastele kättesaadavaks teha.
3D-printerid ZPrinter 150 (ühevärvilised) ja ZPrinter 250 (värvilised) on kõige kompaktsemad, mis on väga mugav erinevates olukordades, näiteks klassiruumides või väikeses kontoris. Erinevalt teistest kommertsklassi 3D-printeritest on ZPrinter 150 ja ZPrinter 250 kasutamisel ülimalt lihtne ning nende tootmiskulud on kasvanud mudeli ühe cm3 kohta kõige madalamad, mis on tõenäoliselt määrav tegur 3D-prototüüpimasina valimisel.
Praegu on see umbes 7 rubla 1 cm3 kohta, mis on madalaim 3D-prototüüpide tootmise omahind. See parameeter saavutatakse Z Corporationi 3D-printerites kasutatava kiht-kihi-sünteesitehnoloogia abil, kuna tugistruktuure pole ja kasutamata pulbrit taaskasutatakse järgnevate mudelite ehitamiseks, mis tagab materjalide peaaegu jäätmevaba kasutamise.
Kasvanud 3D-mudelite järeltöötlusprotsess on samuti võimalikult ligipääsetav, kuna kõige lihtsamal juhul on see mudeli tavaline immutamine soolveega, mis omakorda annab ainulaadse võimaluse kasutada Zcorpi 3D-printereid haridusasutustes, kus kehtivad keskkonnanõuded ja inimeste tervisele kahjulike keemiliste ainete igasugune kasutamine.
3D-printerite uued mudelid on valmistatud uues standardsuuruses ja võtavad väga vähe ruumi, lähenedes peaaegu kontorikoopiamasinate suurusele.
Mis on töö jaoks väga oluline ja mugav - plotteri laadimisprotsessid on täielikult automatiseeritud, alustades sideainega kassettide paigaldamisest kuni pulbri laadimiseni, mis
täielikult automatiseeritud ega lase ühel grammil pulbril ärgata, jättes sellega koristajad tööd tegemata.
Loomulikult näevad uued mudelid ette ka pulbri automaatse eemaldamise ja korduvkasutamise, kuni see kõik on ära kasutatud või järgmise mudeli jaoks pole vaja pulbrit lisada, lihtsalt uue anuma ühendades sellega. Muidugi on printeritel sisseehitatud diagnostika kulumaterjalide hulga ja kiht-kihilt sünteesiprotsessi oleku kohta.
Lihtsus ja intuitiivne töö ning spetsiaalse väljaõppe vajaduse puudumine on veel üks suur pluss, mis võimaldab inseneril või üliõpilasel pärast 3D-printeri lahtipakkimist kohe tööle asuda ja oma idee hõlpsasti teoks teha.
Mudeli ehitamise ajal ei vaja printer operaatori olemasolu, inimeste sekkumine on vajalik ainult printeri käivitamise etapis ja on piiratud mõne minutiga. Samuti on printeri kaugjuhtimine võimalik, mis võimaldab teil kontrollida kõiki mudeli 3D-printimise parameetreid: isegi kui teil pole füüsilist võimalust kontrollida selle LCD-ekraanil kuvatud printeri praegust olekut, võib see toimige ilma oma istmelt tõusmata - kasutades tarkvara Zprint võimalusi.
Kuid tõenäoliselt on Z Corporationi 3D-printerite peamine eelis kiirus! ZPrinteri seeria prindib viis kuni kümme korda kiiremini, kui muud kolmemõõtmelised kiht-kihilt sünteesitehnoloogiad võimaldavad, ja võime kasvatada üheaegselt piiramatu arv mudeleid, mis mahuvad kambri töömahtu, annab vaieldamatult eelise mudelitoodangust ja suurendab oluliselt tootlikkust, võimaldades seeriaprinteritel ZPrinter täielikult rahuldada kasutajate vajadusi.
Väga sageli kuulen potentsiaalsete ZPrinteri kasutajate käest: millist täpsust pakuvad Z Corporationi 3D-printerid? Olime ise väga huvitatud sellele küsimusele vastuse saamisest ja tegime lihtsa testi: printisime kuubi, mille külg oli 100 mm. Kuna 3D-printerite Z Corporation tööpõhimõttest on seda lihtne mõista, täheldatakse peamist viga piki Z-telge või lihtsamalt öeldes kõrgust, kuna mudeli liimimine pulbrikihi massist kiht tähendab liimi (sideaine) kuivatamist, mille tulemusel ilmneb vertikaalne kokkutõmbumine. Meie mõõtmised andsid järgmise tulemuse: 100 mm kõrgusel oli kokkutõmbumine 0,15 mm, mis on üsna võrreldav survevalu masinate täpsusega. X-Y tasapinna täpsuse kohta võime öelda, et selle tagab 3D-printeri enda mehaanika ja see ei sõltu nii palju pulbri kokkutõmbumisest kui kõrgusest.
ZPrinter 250-l on ainulaadne uus värvide reprodutseerimissüsteem. Samuti on ZPrinter 450 ja 650 saadaolevate värvide vahemik muudetud (näidates nüüd tegelikku värvide arvu) vastavalt 180 000 unikaalsele värvile ZPrinter 450 ja 390 000 unikaalsele värvile ZPrinter 650 jaoks.
Ilmselt küsivad paljud: miks ainult 64 värvi? Vastus on piisavalt lihtne: kuna see 3D-printer on algtaseme mudel ja mõeldud peamiselt kontseptsiooni- ja esitlusmudelite loomiseks, on piiratud värviruum selliste mudelite jaoks isegi õnnistuseks.
Z Corporationi kontoritüüpi 3D-printerite peamised omadused on toodud tabelis.
Tavaline 0 vale vale vale RE X-Puudub X-Puudub MicrosoftInternetExplorer4
Omadused |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Eraldusvõime, punkt / toll | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| Topoloogilise elemendi minimaalne suurus, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Värv (kordumatute värvide arv ühe osa kohta) | Materjali värv | 64 värvi (põhikombinatsioonvärv) | Materjali värv | 180 000 värvi (lai värvigamma) | 390 000 värvi (maksimaalne värvide arv) |
| Objekti ehitamise vertikaalne kiirus, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Töökambri maht, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Põhineb Z Corporationi materjalidel ja meie enda kogemustel
Dmitri Oškin
E-post: [email protected]
