Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах

Новини Технологии и концепции
бр. 8, 2009

3D на практика

от , 15 септември 2009 0 6793 прочитания,
Страница 1 от 2

Тегнологичният прогрес със зашеметяващи темпове преобразява всички области на човешката дейност. Постиженията в много области засягащи ежедневния живот бързо стават достояние на хората и всеки е поне в известна степен запознат с напредъка в мобилните комуникации и цифровата фотография. Не така видим за широката публика са обаче постиженията в технологиите за 3D печат, а те са наистина забележителни

Технологиите за 3D печат отдавна не са просто играчка за дизайнери и художници. Убедително доказателство за това представи компанията Lockheed Martin през 2006 г., когато на авиационно шоу във Великобритания демонстрира безпилотния самолет P-175 Polecat, способен да променя формата си по време на полет в съответствие с решаваната в акцията задача. Повечето елементи на конструкцията на този свръхзвуков летателен апарат с размах на крилете 27 метра бе изготвена на 3D принтери. Впрочем, основите на съвременните технологии за за 3D печат са поставени още в края на 80-те години на миналия век.

Фигура 1: Стереолитография в действие
Лазерни технологии
Първата използвана в практиката технология за автоматично изготвяне на физически модели по компютърни чертежи е стереолитографията (SLA), изобретена от американския инженер Чарлз Хал през 1986 г. Хал основал компанията 3D Systems, която и днес е един от водещите производители на 3D принтери.
Основната идея на стереолитографията е да се използва фотополимер в течно състояние, повърхността на който се втвърдява с лазерен лъч в съответствие с рисунката за текущия слой. Подобни фотополимери втвърдявани с лъч отдавна се ползват от стоматолозите при пломбиране за зъб. Рисунката се получава от послойно "нарязване" на изходния компютърен 3D модел с помощта на специален софтуер. Следкато се оформи текущия слой поставката на модела се отпуска на разстояние равно на дебелината на слоя. Повърхността се залива с полимер и се оформя следващия слой.
На SLA принтери могат да се "печатат" доста големи изделия - до 75 см по максималния габарит. Самият принтер е внушително устройство с размери 250х250х250 см. Същевременно, съвременните SLA принтери работят с много висока точност. Например машините на 3D Systems могат да моделират слоеве с дебелина едва 0,025 мм. В тях се получават модели с отлична обработка на малките детайли, но процеса на "отпечатване" по принцип е бавен - моделът расте с няколко милиметра в час.
SGC (Solid Ground Curing) е вариация на SLA технологията, която работи по-бързо, но пък минималната височина на слой е 0,1 мм. В първоначалния и вариант, разработен от израелската фирма Cubital още през 1987 г., принципът на работа е подобен на ксерокопиране - върху специално стъкло, с помощта на тонер се прави маска на текущия слой. Фотополимерът се втвърдява не с лазер, а с лампа и наведнъж по цялата повърхност. Съвременните SGC технологии вместо маски се ползват DLP матрици. SGC машините (например Perfactory на компанията EnvisionTEC) имат скорост на печат 20 мм/час.

Фигура 2: Колекция на френския дизайнер Патрик Жуан, разработена с технологиите на стереолитографията и избирателното лазерно изпичане.
Предимство на лазерните 3D принтери, използващи технологията (Selective Laser Sintering, SLS - т.е. "избирателното лазерно изпичане") са преодоляването на ограниченията свързани със специфиност на използваните материали за модела и високи разходи за тези материали. Методът е патентован през 1989 г. от току-що завършилия Тексаския университет Карл Декард. SLS принтерът е устроен доста по-просто от SLA - лъчът на лазера разтопява предварително подгрят почти до температурата на топене прах, формирайки рисунъка на слоя. След изстиването на поредния слой, се насипва нова порция прах и се формира следващия слой. Предимство на този подход е, че може да се ползва почти всеки термопластичен материал - от полимер, до восък. SLS технологията постига и по-добра скорост например принтерът EOSINT на компанията EOS работи с минимална височина на слоя 0,1 и скорост до 35 мм/час.
Трябва да се отчита обаче, че е необходимо повече време за подготовка за работа, т.е. за нагряване на изходния материал и стабилизация на температурата. Но пък SLS принтерите могат да "печатат" метални изделия. Това се прави с помощта на специален прах, представляващ метални частици, покрити с полимер. Моделът, изготвен на принтера се подава към пещ, където пластиката изгаря, а порите се запълват. В ресултат се получава доста здраво композитно изделие. Ползват се и прахове на основата на стъкло или керамика, от които се моделират термоустойчиви и химически устойчиви детайли.
Още една технология за 3D печат е LOM (Послойна изработка на обекти или Laminated Object Manufacturing). Тя е изобретена от Майкъл Фейген през 1985 г. При нея с лазерен лъч с разкроява листов материал. Може да се ползва какво ли не - хартия, ламинат, металическо фолио и т.н. След това, нагреваеми валяци слепват получените слоеве. Недостатъчци на този метод са възможността за разслояване, грешки заради непълно прорязан лист, груба повърхност на изделието. Затова пък развалените слоеве могат да се махнат и да се направят отново.
За съжаление лазерните 3D принтери са скъпи. По-демократични са цените на струйните машини от този тип.
1 2

КОМЕНТАРИ ОТ  

Полезни страници
    За нас | Аудитория | Реклама | Контакти | Общи условия | Декларация за поверителност | Политика за бисквитки |
    Действителни собственици на настоящото издание са Иво Георгиев Прокопиев и Теодор Иванов Захов