3D baskı: bilmeniz gerekenler

Onlar dedenizin papatya tekerleği yazıcısı ya da annenizin nokta vuruşlu değiller. Aslında, bugün yalnızca eski ve sıkıcı boyutlarda yazdırabilen belge veya fotoğraf yazıcılarına çok az benzerlik gösterirler. Adından da anlaşılacağı gibi, 3D yazıcılar, çeşitli malzemelerden üç boyutlu nesneler oluşturabilir. Staples, Best Buy ve Home Depot gibi perakendecilere görünecekleri ana akıma gidiyorlar ve Amazon.com'da ve diğer çevrimiçi mağazalardan çok sayıda 3B yazıcı ve malzemelerini satın alabilirsiniz. Halen çoğunlukla atölyelerde veya tasarım stüdyolarında, okullarda ve toplum merkezlerinde ve hobilerin elinde bulunmasına rağmen, 3B yazıcılar çalışma tezgahlarında, yemek odalarında ve mutfaklarda ve belki de yakınınızdaki bir evde giderek daha fazla bulunmakta. kendi değil.

3D Baskı Nedir?

En temel haliyle, 3 boyutlu baskı, üç boyutlu bir nesne oluşturmak için malzemenin katman katman serildiği bir üretim sürecidir. (Bu, ilave bir işlem olarak kabul edilir, çünkü nesne, malzemenin kesildiği, delindiği, öğütüldüğü veya işlendiği çıkarıcı işlemlerin aksine çizikten yapılır.) 3D yazıcılarda çeşitli malzemeler kullanılır (plastik veya metal gibi). ve aşağıdaki tekniklere (bkz. "3B Yazdırma Nasıl Çalışır?"), bilgisayar destekli tasarım (CAD) veya bilgisayar destekli üretim (CAM) programında oluşturulmuş olsun, üç boyutlu veri içeren dijital dosyaları açma yeteneğini paylaşırlar, veya bir 3D tarayıcıdan - fiziksel nesnelere.

3B Baskı Bile Baskı mı?

Evet, 3D baskı, geleneksel olarak tanımlanmadığı halde baskı olarak kabul edilebilir. İlgili Webster'ın “baskı” tanımları basılı malzemelerin, yayınların veya fotoğrafların üretilmesi ve izlenim (baskı uygulaması) ile üretilmesi üzerinde odaklanır. Her iki tanım da 3D baskıya uymuyor. Ancak, teknolojik açıdan bakıldığında, 3B yazdırma, içinde bir malzeme katmanının (genellikle mürekkep) uygulandığı geleneksel baskının bir sonucudur. Genellikle o kadar incedir ki, gözle görülür bir yükseklik yoktur (katı mürekkepli yazıcılarda olsa da, biraz daha kalındır). 3B yazdırmanın yaptığı, bu katmanı, birden çok katmanın uygulanması yoluyla büyük ölçüde genişletmektir. Bu nedenle, üç boyutlu nesnelerin fabrikasyonunu bu şekilde içerecek şekilde baskı tanımını genişletmek mantıklı olacaktır .

3D Baskı Nasıl Çalışır?

Geleneksel yazıcılara benzer şekilde, 3D yazıcılar çeşitli teknolojiler kullanır. En yaygın bilinen, kaynaşmış filament üretimi (FFF) olarak da bilinen kaynaşık biriktirme modellemesidir (FDM). İçinde akrilonitril bütadien stiren (ABS), polilaktik asit (PLA) veya başka bir termoplastikten oluşan bir filaman eritilir ve ısıtılmış bir ekstrüzyon memesinden katmanlar halinde biriktirilir. 1990'ların ortasında Stratasys tarafından IBM'in yardımıyla piyasaya sunulan ilk 3B yazıcılar, tüketicilere, hobilere ve okullara yönelik çoğu 3B yazıcı gibi, FDM'yi (Stratasys'in ticari markasıdır) kullandı.

3D baskıda kullanılan bir diğer teknoloji stereolitografidir. İçinde bir UV lazer, ultraviyole duyarlı fotopolimer tankının içine konulur ve yüzeyinde yaratılacak nesneyi izler. Polimer, kirişin temas ettiği her yerde katılaşır ve kiriş, çalıştığı CAD veya CAM dosyasındaki talimatlara göre nesne katmanını tabakaya "basar".

Bunun bir varyasyonunda, ayrıca dijital ışık projektörünüz (DLP) 3D baskınız var. Bu yöntem, bir dijital ışık işleme projektöründen ışığa bir sıvı polimeri gösterir. Bu, polimer katmanını, nesne inşa edilinceye kadar kalan katmana kadar sertleştirir ve kalan sıvı polimer boşaltılır.

Çok jetli modelleme, renkli, tutkal benzeri bir bağlayıcıyı nesnenin oluşturulacağı ardışık toz tabakalarına püskürten inkjet benzeri bir 3D baskı sistemidir. Bu, en hızlı yöntemler arasında ve çok renkli yazdırmayı destekleyen az sayıdakilerden biri.

Mürekkep dışındaki malzemelerle yazdırmak için standart bir mürekkep püskürtücüyü değiştirmek mümkündür. Girişimci iş yapanlar, çeşitli malzemelerle çalışmak üzere genel olarak piezoelektrik kafalar (bazı durumlarda baskı kafalarını diğer 3D yazıcılarda basarlar! MicroFab Technologies gibi şirketler, 3D özellikli baskı kafaları satıyor (ayrıca komple baskı sistemleri).

Seçici lazer sinterleme (SLS), plastik, metal, seramik veya cam parçacıklarını kaynatmak için yüksek güçlü bir lazer kullanır. İşin sonunda, kalan malzeme geri dönüştürülür. Elektron ışını eritme (EBM), metal tozunu, kat kat eritmek için bir elektron ışını kullanır. Titanyum genellikle tıbbi implantları ve uçak parçalarını sentezlemek için EBM ile birlikte kullanılır.

Tekniğe bağlı olarak, 3B yazıcılar bunlarla sınırlı olmamak üzere metaller (paslanmaz çelik, lehim, alüminyum ve titanyum); plastikler ve polimerler (plastikleri metal, ahşap ve diğer malzemelerle birleştiren kompozitler dahil); seramik; Alçı; bardak; ve hatta peynir, krema ve çikolata gibi gıda maddeleri! (3D yazıcı filament tipleri için primerimize bakın.)

3D Baskıyı kim icat etti?

Stereolitografi tekniğini kullanan ilk 3D yazıcı, 1980'lerin ortalarında Charles W. Hull tarafından yaratıldı. Stereolitografi büyük ölçüde pahalı bir ticari tekniktir, makineler genellikle 100.000 dolara veya daha fazlasına mal olmaktadır.

1986'da Hull, bugün çeşitli teknolojiler kullanan 3D yazıcılar satan bir şirket olan 3D Systems'i kurdu. Giriş seviyesi kitlerinden gelişmiş ticari sistemlere kadar çeşitlilik gösterir ve 3D Systems, çoğunlukla iş kullanıcıları için isteğe bağlı parça hizmetleri de sunar.

3D Baskının Faydaları Nelerdir?

3D baskı ile tasarımcılar, konseptleri hızlı bir şekilde 3D modellere veya prototiplere (yani "hızlı prototipleme") dönüştürme ve hızlı tasarım değişikliklerini uygulama yeteneğine sahiptir. Üreticilerin, geniş çaplı işlemler yerine talep üzerine ürünler üretmesini sağlar, envanter yönetimini geliştirir ve depo alanını azaltır. Uzak konumlardaki insanlar, aksi takdirde erişemeyecekleri nesneleri üretebilirler.

Pratik açıdan bakıldığında, 3D baskı çok az ham madde boşa harcandığından, çıkarma tekniklerine karşı para ve malzeme tasarrufu sağlayabilir. Ve üretimin doğasını değiştirmeyi vaat ediyor, sonunda tüketicilerin, örneğin elektronik cihazlar dahil olmak üzere, karmaşık 3D objeleri bile kendi evlerinde basmak için dosya indirmesine izin veriyor.

3D Yazıcılar Ne Yapabilir?

Tasarımcılar hızlı bir şekilde ürün modelleri ve prototipler oluşturmak için 3D yazıcıları kullanıyor, ancak giderek daha son ürünler yapmak için de kullanılıyorlar. 3D yazıcılarla yapılan ürünler arasında ayakkabı tasarımları, mobilyalar, mücevher yapımında kullanılan balmumu dökümleri, aletler, tripodlar, hediyelik eşya ve yenilik eşyaları ve oyuncaklar yer alıyor. Otomotiv ve havacılık endüstrileri, parça yapmak için 3D yazıcıları kullanıyor. Sanatçılar heykeller yaratabilir ve mimarlar projelerinin modellerini üretebilirler. Arkeologlar, son yıllarda IŞİD tarafından tahrip edilen eski eserler de dahil olmak üzere, kırılgan eserler modellerini yeniden oluşturmak için 3D yazıcıları kullanıyorlar. Aynı şekilde, paleontologlar ve öğrencileri dinozor iskeletlerini ve diğer fosilleri çoğaltabilirler. Basit ve pratik 3D yazıcı nesneleri galerimize göz atın.

Doktorlar ve tıbbi teknisyenler, protezler, işitme cihazları, yapay dişler ve kemik greftleri yapmak için 3D baskı kullanabilir, ayrıca CT taramalarından ameliyat için hazırlık organları, tümörleri ve diğer iç vücut yapılarını kopyalarlar. Sudan'daki prostetik kolları ve elleri 3D baskı yapan Proje Daniel, buna iyi bir örnek. Ayrıca, yapay organlar (böbrekler ve kan damarları gibi) oluşturmak için hücre katmanları bırakabilen 3D yazıcılar zaten Ar-Ge aşamasındadır. Adli tıpta 3D baskı için bir yer bile var, örneğin bir kurbanın içine yerleştirilmiş bir mermiyi kopyalamak için.

Basılı elektronik, elektronik veya optik mürekkeplerin uygulanmasıyla elektronik cihazların veya devrelerin etiket, kumaş ve karton gibi esnek malzemelere basılmasını sağlayan bir dizi baskı yöntemidir. Düşük performanslı cihazların çok düşük maliyetli üretimini sağlar. Basılı elektronikler, katmanlı devre veya cihazların yazdırılmasına olanak tanıyan 3D baskı ile birleştirilmeye başlandı. Bu güçlü birleşimin doğal bir sonucu, bir gün gadget'ları satın almak yerine 3B planlardan yazdırabilmeniz olabilir.

Yiyecek hazırlama, 3D yazıcıların kullanılabileceği bir başka yoldur. Fransız Mutfak Enstitüsü, sanatsal lezzetler hazırlamak için Cornell Üniversitesi'nde geliştirilen açık kaynaklı bir 3D yazıcı kullanıyor ve MIT, Cornucopia adlı bir 3D gıda yazıcısı yarattı. Çok az sayıda restoran yiyecek-yazıcı prototiplerini test ediyor. NASA'nın 3B yazdırma araştırması, 3B yazdırılan pizza gibi yiyecek baskısını da içeriyor.

Bir avuç gıda 3D yazıcısı piyasada bulunmaya başladı. Çikolata, krep veya kurabiye gibi belirli gıda maddelerine odaklanma eğilimindedirler.

3D Baskı Hizmetleri Nedir?

Birinden yararlanmak için bir 3D yazıcınız olması gerekmez. Shapeways ve Sculpteo gibi birçok 3B yazdırma hizmetleri, hediyeler ve diğer küçük eşyaları kendi 3B yazıcılarına sipariş üzerine basar ve ardından müşteriye gönderir. Müşteriler, kendi 3D nesne dosyalarını gönderebilir veya birçoğunu hizmetin diğer kullanıcıları tarafından tasarlanan öğeleri çevrimiçi bir katalogdan seçebilirler.

Ancak 3D baskı hizmetleri artık yalnızca uzmanların alanı değil. Staples ve UPS gibi büyük şirketler 3D baskı hizmetlerini tanıttı ve bazı geleneksel baskı mağazaları repertuarlarına 3D baskı ekledi.

3D Yazıcıyı nereden bulabilirim?

Çoğu 3B yazıcı üreticisi ürünlerini doğrudan çevrimiçi satar. Artık pek çok e-posta şirketi Amazon.com gibi yalnızca çevrimiçi şirketler ve ayrıca tuğla ve harç depoları olan diğer şirketler de dahil olmak üzere bunları stoklamaktadır. Bunlardan bazıları, Walmart, Best Buy ve Staples gibi, çevrimiçi mağazaların yanı sıra mağazalarda da sunmaktadır, ancak tüm mağazalarda taşımadıkça web sitelerinde mağaza kullanılabilirliğini kontrol ettiğinizden emin olun. Büyük şehirlerde birçok 3B yazıcı mağazası açıldı. Örneğin, iMakr'ın Londra ve New York'ta vitrinleri var.

Birkaç çevrimiçi perakendeci, farklı markalardan bir dizi 3B yazıcı satan ve aynı zamanda müşteri desteği sağlayan Dynamism gibi 3B yazıcılarda uzmanlaşmıştır.

3D Baskı için Hangi Yazılımlara İhtiyacım Var?

Neredeyse tüm 3B yazıcılar, STL biçimindeki (stereolitografi için adlandırılmış) dosyaları kabul eder. Bu tür dosyalar AutoCAD gibi pahalı ticari paketlerden Google SketchUp ve Blender gibi ücretsiz veya açık kaynaklı ürünlere kadar çoğu CAD yazılımı tarafından üretilebilir. Kendi 3D dosyalarını yapmaya meyilli olmayanlar için, MakerBot's Thingiverse gibi 3D nesne veritabanları, indirilip yazdırılabilen çok sayıda 3B nesne dosyası sunar.

Çoğu 3B yazıcı, yazdırma için gereken her şeyi içeren ya disk üzerinde sağlanan ya da indirilebilen bir yazılım paketi ile birlikte gelir. Süitler tipik olarak yazıcıyı ve bir dilimleyiciyi kontrol etmek için bir program sunar, bu da baskıya hazırlanırken nesne dosyasını seçilen çözünürlüğe ve diğer faktörlere göre katmanlara biçimlendirir. Bazı süitler, pürüzsüz baskıya müdahale edebilecek sorunları düzelterek nesne dosyasını "iyileştirecek" bir program içerir. Programlar, hobisi 3B baskının geliştirildiği RepRap açık kaynaklı hareketinden çıktı. Bazı yazıcılarda, paketinde verilenlerle gitmek yerine, indirilecek ayrı bileşen programlarını seçebilirsiniz.

Gelecek 3D Baskı için Neleri Tutuyor?

Evler ve küçük işletmeler için çeşitli 3B yazıcılar kolayca temin edilebilir - PCMag bunlardan birçoğunu gözden geçirdi - ancak yine de çoğu zaman egzotik ve daha pahalı kontrastlar olarak görülüyor. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, 3D yazıcıların evlerde daha yaygın hale geleceği ve çalışma tezgahlarında, stüdyolarda, ev ofislerinde ve hatta mutfakta bile bulunabileceğini tahmin edin. Onları her evde bulamayabilirsin, ama onlara sahip olanların vazgeçilmezleri olacaklar. Çoğunlukla, 3B yazıcılarla yapılan eşyalar homojen bir iç kısma sahipti, ancak yazdırılabilir elektroniklerin yanı sıra, çok sayıda malzemeyi ve kompoziti birleştiren daha karmaşık kreasyonlar görmeye başlayacağız. Günümüzün 3D yazıcılarında, TV uzaktan kumandanızın pil kapağını kaybederseniz yedek bir kapak yazdırabilirsiniz. Yarınınki gibi, eğer uzaktan kumandayı kaybedersen, yeni bir uzaktan kumandayı basabilirsin.

Ayrıca, 3B baskı, uzayda bir taban kazanıyor. NASA, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki 3D yazıcıları deniyor. Sonunda, Mars ve diğer dünyalardaki habitatları oluşturmak için 3D yazıcılar kullanılabilir. Apollo 13 astronotlarının karbon monoksit boğulmasından dolayı boğulmasından kurtulmak için NASA, kare bir çiviyi yuvarlak bir deliğe yerleştirmenin bir yolunu bulmak zorunda kaldı. Kartta bir 3B yazıcı olsaydı, bir bağlayıcı tasarlayıp bastırarak sorunu kolayca çözebilirlerdi.

Astronotlar, bir valfi veya parçayı değiştirmeleri gerekiyorsa Ev Deposu'nu sallayamazlar, ancak bir 3D yazıcı gerektiği gibi üretebilir. Aynı şekilde, 3D yazıcıları Antarktika üslerinde ve diğer uzak dünyadaki konumlarında görüyoruz, buradaki insanların bir sonraki ikmalde temel parçaları veya aletleri değiştirmeleri için altı ay bekleyemezler.

3D baskının tıbbi uygulamaları protezler, işitme cihazları ve diş kronları ile durmaz. (Çalışmalardakilerin bir önizlemesi için yukarıdaki "3D Yazıcılar Ne Yapabilir?" Konusuna bakın.) Yedek parçaların mekanik parçalarla sınırlandırılması gerekmez.

Son birkaç yılda, 3D yazıcıların çeşitliliği ve kullanımında bir patlama gördük. Kişisel bilgisayar kullanımının 1980 yılı civarında olduğu yere benzer. 3D baskı alanının dallanacağı alanların bazılarını görmek yeterince kolay olsa da, diğerleri de 1980'de etrafta hiç kimsenin ne olabileceğini hayal edemediği gibi tahmin etme yeteneğimizin ötesinde. kişisel bilgisayar dönüşürdü. 3B baskının PC ile aynı etkiye sahip olmayabilir, ancak üretimde devrim yaratma ve belki de daha da önemlisi onu günlük tüketicilerin ellerine getirme potansiyeli vardır. Yine de kesin olan bir şey var: 3D baskı burada kalmak.

Daha fazla bilgi için, en iyi 10 3D yazıcıya kılavuzumuzu ve erken bir evlat ediniciden bazı bilgileri inceleyin.