Existuje mnoho technologií, pomocí kterých je tento přirozený princip realizován; každá má své vlastní výhody a optimální oblasti použití. Hlavním rozdílem mezi technologiemi je materiál použitý v modelu a způsob jeho použití. 3D prototypovací stroje fungují již několik desetiletí a jsou úspěšně používány v různých oblastech.
Při konstrukci jakéhokoli produktu je vyroben prototyp: s jeho pomocí určuje tým designérů, designérů a technologů možnosti výroby daného modelu. Je velmi důležité vědět, jak bude součást vypadat po rozhodnutí. Model může projít dvaceti nebo více iteracemi, než bude schválena technologie návrhu a výroby konečného produktu, a až poté bude odeslán do výroby. Největší překážkou prototypování vždy byly náklady - obvykle nikdy nízké -, ale u 3D prototypovacích strojů existuje příležitost dramaticky snížit náklady.
3D prototypování se dnes používá v mnoha výrobních odvětvích. Pokud se obrátíme k automobilovému a leteckému průmyslu, pak právě v nich je 3D prototypování velmi důležité. Nejdůležitější výzvou pro tato průmyslová odvětví je zkrácení času na vývoj nového produktu. Auto a letecké společnosti zpravidla potřebují pro uvedení nového modelu na trh nejméně tři až sedm let. Nástrojem k dosažení tohoto cíle je použití průmyslových CAD systémů pro virtualizaci a rychlé 3D prototypování. Virtualizace 3D modelu na počítači může vést k efektivnějším návrhům, ale konečné rozhodnutí bez fyzického 3D modelu může být nesmírně obtížné.
Poprvé v průmyslových CAD systémech vyvstala potřeba vytvářet 3D modely (3D prototypy) přímo ze souborů CAD. Ale pro jiné oblasti, jako je GIS, medicína a další, je velmi důležité, aby používání 3D prototypů otevíralo nové a neomezené možnosti. Dnešní technologie 3D prototypování poskytují nákladově efektivnější přístup, který výrazně snižuje čas i peníze.
Z Corporation a 3D tisk
Mezi nejinovativnější společnosti v oblasti 3D rapid prototyping patří Z Corporation, která od roku 1997 vyrábí komerční inkoustové 3D tiskárny, aby pomohla urychlit průmyslový design a zlepšit efektivitu práce. Ať už jde o výzkum nového běhounu pneumatiky nebo vícevrstvé podrážky pro profesionální tenisky, architektonický projekt nebo modelování lidského srdce - to vše vyžaduje vytvoření fyzických modelů.
Metoda 3D prototypování společnosti Z Corporation je založena na lepení prášku po vrstvě a snižuje čas a náklady na výrobu jednoho modelu (podrobný popis viz článek „Trojrozměrný prototyp“).
Obvykle jsou náklady na vybavení pro rychlé 3D prototypování více než jeden milion rublů a nejméně další milion je vynaložen na školení specialistů, kteří budou na tomto zařízení pracovat. Na rozdíl od jiných strojů vás 3D tiskárny Z Corporation budou stát něco málo přes půl milionu rublů a náklady na školení specialisty jsou náklady na jeho školení za jeden den, protože tyto tiskárny jsou tak snadno ovladatelné, že je může používat kdokoli.
Rychlost, nízké náklady, všestrannost a schopnost získat barevné 3D modely - to vše jsou jedinečné příležitosti, které budou v budoucnu ještě důležitější pro průmyslová odvětví, kde jsou důležité efektivnější způsoby uvádění produktů a služeb na trh.
Řadu 3D tiskáren lze zhruba rozdělit do dvou hlavních typů.
Univerzální 3D tiskárny (Z310 +; Z510)
Tiskárny, které umožňují použití široké škály médií v aplikacích od jednoduchého modelování až po průmyslové formování. Tyto tiskárny podporují neustálé zdokonalování pracovního toku i vývoj materiálů pro 3D tisk, aby splňovaly nové požadavky trhu.
Kancelářské 3D tiskárny (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Charakteristickým rysem této kategorie 3D tiskáren je pohodlí a snadné použití:
• minimální požadované dovednosti a školení;
• většina operací se provádí automaticky;
• automatická konfigurace a diagnostika;
• automatizovaný systém pro plnění a opětovné použití prášku;
• intuitivní ovládací panel.
Tiskárny pracují pouze s vysoce kvalitním kompozitním materiálem, aby vytvořily odolné a vysoce přesné 3D modely.
Nové modely
V červnu 2010 představila společnost Z Corporation kancelářské 3D tiskárny základní úrovně již od 19 920 USD (méně než 600 000 RUB) a nabídla řešení, která zpřístupní 3D prototypování většině návrhářů, inženýrů, architektů a studentů.
3D tiskárny ZPrinter 150 (černobíle) a ZPrinter 250 (barevně) jsou nejkompaktnější, což je velmi výhodné v různých situacích, například v učebnách nebo v malé kanceláři. Na rozdíl od jiných komerčních 3D tiskáren se ZPrinter 150 a ZPrinter 250 extrémně snadno používají a mají nejnižší produkční náklady na cm3 dospělého modelu, což je pravděpodobně rozhodující faktor při výběru 3D prototypového stroje.
V současné době je to asi 7 rublů na 1 cm3, což je nejnižší nákladová cena v oblasti 3D prototypování. Tento parametr je dosažen technologií syntézy velmi vrstvy po vrstvě, která se používá u 3D tiskáren od společnosti Z Corporation, protože neexistují žádné podpůrné struktury a nepoužitý prášek se znovu použije k vytvoření dalších modelů, čímž se dosáhne téměř bezodpadového použití materiálů.
Proces následného zpracování dospělých 3D modelů je také co nejvíce přístupný, protože v nejjednodušším případě se jedná o obvyklou impregnaci modelu slanou vodou, což zase dává jedinečnou příležitost používat 3D tiskárny Zcorp ve vzdělávacích institucích, kde existují vysoké environmentální požadavky a jakékoli použití chemických látek škodlivých pro lidské zdraví.
Nové modely 3D tiskáren jsou vyráběny v nové standardní velikosti a zabírají velmi málo místa, téměř se blíží velikosti kancelářských kopírek.
Co je pro provoz velmi důležité a pohodlné - procesy nakládání plotru jsou plně automatizované, počínaje instalací kazet s pojivem až po nakládání prášku, který
plně automatizovaný a neumožňuje probuzení jediného gramu prášku, čímž čističe zbavuje práce.
Nové modely přirozeně také zajišťují automatické odstraňování a opětovné použití prášku, dokud není zcela spotřebován, nebo pro další model není nutné přidávat prášek, jednoduše připojením nové nádoby. Tiskárny mají samozřejmě zabudovanou diagnostiku pro množství spotřebního materiálu a stav procesu syntézy vrstvy po vrstvě.
Jednoduchost a intuitivní ovládání, stejně jako absence nutnosti speciálního školení, je dalším velkým plusem, který umožňuje inženýrovi nebo studentovi ihned po vybalení 3D tiskárny pracovat a snadno převést svůj nápad do reality.
Během konstrukce modelu tiskárna nevyžaduje přítomnost obsluhy; lidský zásah je nutný pouze ve fázi spuštění tiskárny a je omezen na několik minut. Je také možné dálkově ovládat tiskárnu, což vám umožňuje ovládat všechny parametry 3D tisku modelu: i když nemáte fyzickou schopnost ovládat aktuální stav tiskárny zobrazený na LCD displeji, může to lze to udělat bez vstávání ze sedadla - s využitím možností softwaru Zprint.
Hlavní výhodou 3D tiskáren Z Corporation je ale pravděpodobně rychlost! Série ZPrinter tiskne pětkrát až desetkrát rychleji, než umožňují jiné trojrozměrné technologie syntézy po vrstvách, a schopnost simultánního růstu neomezeného počtu modelů, které zapadají do pracovního objemu komory, poskytuje nepopiratelnou výhodu v rychlosti výroby modelu a výrazně zvyšuje produktivitu, což umožňuje řadovým tiskárnám ZPrinter plně vyhovět potřebám uživatelů.
Velmi často slyším od potenciálních uživatelů ZPrinter: jakou přesnost poskytují 3D tiskárny Z Corporation? Sami jsme se velmi zajímali o odpověď na tuto otázku a provedli jsme jednoduchý test: vytiskli jsme krychli se stranou 100 mm. Jak je snadno pochopitelné z principu fungování 3D tiskáren Z Corporation, hlavní chyba bude pozorována podél osy Z, nebo, jednodušeji, výšky, protože proces lepení modelu z masy práškové vrstvy pomocí vrstva znamená vysychání lepidla (pojiva), v důsledku čehož se objeví svislé smrštění. Naše měření poskytla následující výsledek: ve výšce 100 mm bylo smrštění 0,15 mm, což je docela srovnatelné s přesností dosahovanou na vstřikovacích lisech. O přesnosti v rovině X-Y můžeme říci, že je zajišťována samotnou mechanikou 3D tiskárny a nezávisí tolik na smrštění prášku jako na výšce.
Tiskárna ZPrinter 250 má nový jedinečný systém reprodukovatelnosti barev. Rozsah dostupných barev pro ZPrinter 450 a 650 byl také změněn (nyní ukazuje skutečné počty barev) na 180 000 jedinečných barev pro ZPrinter 450 a 390 000 jedinečných barev pro ZPrinter 650.
Pravděpodobně se mnozí zeptají: proč jen 64 barev? Odpověď je dostatečně jednoduchá: protože tato 3D tiskárna je základní model a je určena hlavně k vytváření konceptových a prezentačních modelů, omezený barevný prostor je pro tyto modely dokonce přínosem.
Hlavní charakteristiky kancelářských 3D tiskáren od společnosti Z Corporation jsou uvedeny v tabulce.
Normální 0 false false false RU X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4
Vlastnosti |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Rozlišení, body / palec | 300 x 450 | 300 x 450 | 300 x 450 | 300 x 450 | 600x540 |
| Minimální velikost topologického prvku, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Barva (počet jedinečných barev na díl) | Barva materiálu | 64 barev (základní kombinace barev) | Barva materiálu | 180 000 barev (široká barevná škála) | 390 000 barev (maximální počet barev) |
| Svislá rychlost stavby objektu, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Objem pracovní komory, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Na základě materiálů od společnosti Z Corporation a našich vlastních zkušeností
Dmitrij Oshkin
E-mail: [email protected]
