Pencetakan 3D ialah proses pembuatan yang mencipta objek fizikal tiga dimensi daripada fail digital. Proses ini dipanggil pembuatan aditif, bermakna bahan ditambah, bukan dikeluarkan.
Dengan pencetakan 3D, anda mencipta reka bentuk digital 3D dalam program pemodelan, yang dikenali sebagai perisian CAD, dan kemudian menggunakan pencetak 3D untuk menghasilkan lapisan bahan untuk membentuk objek siap. Perniagaan, penyelidik, profesional perubatan, penggemar dan banyak lagi menggunakan percetakan 3D untuk pelbagai aplikasi.
Berikut ialah lihat bagaimana pencetakan 3D muncul, cara ia berfungsi, untuk kegunaannya dan masa depan teknologi ini.
Pencetakan 3D mungkin sebahagian daripada filem kegemaran anda. Prop dalam filem seperti Black Panther, Iron Man, The Avengers, dan Star Wars menggunakan cetakan 3D, membolehkan pereka set mencipta dan mencipta semula prop dengan mudah dan murah.
Sejarah (dan Masa Depan) Pencetakan 3D
Pada awal 1980-an, teknologi pencetakan 3D muncul, tetapi ia dikenali sebagai teknologi prototaip pantas atau RP. Pada tahun 1980, Dr. Kodama dari Jepun memfailkan permohonan paten untuk teknologi RP, tetapi proses itu tidak selesai.
Pada tahun 1984, Charles "Chuck" Hull mencipta proses yang dipanggil stereolitografi, yang menggunakan cahaya UV untuk memejal bahan dan mencipta objek 3D lapisan demi lapisan. Pada tahun 1986, Hull telah dikeluarkan paten untuk peralatan stereolitografinya, atau mesin SLA.
Chuck Hull seterusnya membentuk 3D Systems Corporation, salah satu syarikat teknologi 3D terbesar di dunia.
Proses dan teknologi pencetakan 3D lain sedang dibangunkan pada masa yang sama, dan peningkatan selanjutnya diteruskan sepanjang tahun 1990-an dan awal 2000-an. Namun, fokus utama teknologi pencetakan 3D ialah prototaip dan aplikasi perindustrian.
Teknologi percetakan 3D mula mendapat perhatian media arus perdana pada tahun 2000 apabila buah pinggang cetakan 3D pertama dicipta, walaupun pemindahan buah pinggang 3D yang berjaya tidak berlaku sehingga 2013. Pada tahun 2004, Projek RepRap telah pencetak 3D mencetak pencetak 3D lain. Lebih banyak perhatian media telah ditarik pada tahun 2008 dengan anggota prostetik cetakan 3D yang pertama.
Kemajuan 3D lain diikuti dengan pantas, termasuk rumah bercetak 3D yang dipindah oleh keluarga pada tahun 2018.
Hari ini, percetakan 3D bukan sahaja mengenai prototaip dan pembuatan industri. Penggemar, saintis dan semua orang di antaranya menggunakan percetakan 3D untuk pembuatan produk, barangan pengguna, kemajuan perubatan, bahan pendidikan dan banyak lagi. Ia pantas menjadi lebih berguna untuk pengguna harian.
Oscar Adelman, Ketua Pegawai Eksekutif Remi, mengatakan bahawa proses itu menjadi lebih popular dalam industri pergigian, contohnya. Ketepatan percetakan 3D sangat mengagumkan dan boleh membantu pelanggan pergigian menjimatkan sebanyak 80 peratus pada produk berbanding harga pejabat pergigian tradisional.
"Apabila teknologi percetakan menjadi lebih pantas, lebih murah dan lebih biasa, kita akan melihat industri seperti sektor pergigian lebih bergantung pada teknologi untuk prosedur harian," katanya.
Pencetakan 4D sedang dalam proses, juga, dengan objek bercetak yang boleh berubah bentuk dari semasa ke semasa.
Cara Pencetak 3D Berfungsi
Terdapat beberapa jenis teknologi pencetakan 3D, termasuk Fused Deposition Modeling (FDM), juga dikenali sebagai Fused Filament Fabrication (FFF). FDM ialah kaedah yang paling biasa dan popular serta digunakan dalam kebanyakan pencetak 3D mampu milik.
Kaedah pencetakan FDM menggunakan filamen bahan plastik, sedikit seperti rentetan. Filamen dimasukkan dari gulungan ke dalam kepala yang dipanaskan, yang mencairkan plastik. Kepala menyemperit plastik cair ke atas katil mesin. Kepala bergerak ke atas katil, dalam 2D, meletakkan lapisan pertama bahan.
Setelah lapisan pertama selesai, kepala digerakkan ke atas mengikut ketebalan lapisan pertama, dan ia mendepositkan lapisan seterusnya di atas. Bahagian itu dibina selapis demi selapis, seperti membakar sebuku roti sepotong demi sepotong.
Pencetak 3D FDM popular termasuk MakerBot dan Ultimaker.
Contoh Cara Menggunakan Pencetak 3D
Berikut ialah lihat bagaimana pencetakan 3D yang mudah mungkin berfungsi pada pencetak FDM.
-
Muat turun model 3D yang anda mahu cetak atau reka model sendiri.
Cari model yang boleh dimuat turun di Thingiverse atau GrabCAD. Untuk mereka bentuk model sendiri, cuba SketchUp atau Blender. Untuk bahagian kejuruteraan, cuba perisian CAD seperti SolidWorks.
- Jika belum, tukar model kepada format cetakan 3D, seperti fail STL.
-
Import model ke dalam perisian penghirisan, seperti MakerWare, Cura atau Simplify 3D.
MakerWare berfungsi dengan Pencetak 3D MakerBot. Cura dan Simplify 3D menghasilkan G-code, yang berfungsi dengan kebanyakan pencetak 3D.
-
Konfigurasikan binaan dalam perisian penghirisan. Tentukan cara untuk mengorientasikan model pada pencetak 3D. Untuk FDM, kurangkan overhang lebih curam daripada 45 darjah kerana ini memerlukan struktur sokongan.
Apabila membuat keputusan tentang orientasi, pertimbangkan cara model akan dimuatkan supaya lapisan tidak mudah dipisahkan.
Image Untuk menjimatkan masa dan bahan, model biasanya tidak kukuh. Tentukan peratusan isian (biasanya 10 hingga 35 peratus), bilangan lapisan perimeter (biasanya 1 atau 2), dan bilangan lapisan bawah dan atas (biasanya 2 hingga 4). Terdapat perkara lain yang perlu dipertimbangkan semasa menyediakan model untuk pencetakan 3D.
- Eksport atur cara, yang biasanya merupakan fail kod G. Perisian penghirisan menukar model dan konfigurasi binaan yang anda tentukan kepada satu set arahan. Pencetak 3D mengikuti ini untuk membina bahagian.
- Pindahkan atur cara ke pencetak 3D menggunakan kad SD, USB atau Wi-Fi.
-
Cetak model pada pencetak 3D.
Image - Apabila pencetak 3D selesai membina model, keluarkannya dan mungkin juga bersihkannya. Putuskan sebarang struktur sokongan dan gosok sebarang ketulan yang tinggal dengan kertas pasir halus.
Jenis Mesin Cetak 3D Lain
Selain daripada pencetak FDM, kaedah pencetakan 3D juga termasuk stereolitografi (SLA), Pemprosesan Cahaya Digital (DLP), Pensinteran Laser Terpilih (SLS), Peleburan Laser Terpilih (SLM), Pembuatan Objek Berlapis (LOM) dan Digital Peleburan Rasuk (EBM).
SLA ialah teknologi pencetakan 3D tertua dan masih digunakan sehingga kini. DLP menggunakan pencahayaan serta polimer, manakala SLS menggunakan laser sebagai bekalan kuasa untuk mencipta objek bercetak 3D yang kuat. SLM, LOM dan EBM sebahagian besarnya tidak diminati.
Masa Depan Pencetakan 3D
Adakah pencetakan 3D akan membawa kepada masa depan atas permintaan, produk tersuai serta-merta dibuat mengikut spesifikasi tepat kami? Walaupun ini masih tidak jelas, teknologi pencetakan 3D berkembang pesat dan digunakan di banyak kawasan.
Percetakan 3D rumah, organ badan seperti buah pinggang dan anggota badan, dan kemajuan lain berpotensi untuk meningkatkan kehidupan orang yang tidak diketahui di seluruh dunia.
