Der er mange teknologier ved hjælp af hvilke dette naturlige princip realiseres; hver har sine egne fordele og optimale anvendelsesområder. Den væsentligste forskel mellem teknologierne er det materiale, der anvendes i modellen, samt hvordan det anvendes. 3D-prototypemaskiner har været i drift i flere årtier og anvendes med succes inden for forskellige områder.
En prototype er lavet under designet af ethvert produkt: med sin hjælp bestemmer et team af designere, designere og teknologer mulighederne for at producere en given model. Det er meget vigtigt at vide, hvordan delen vil se ud efter at have taget en beslutning. Modellen kan gennemgå tyve eller flere gentagelser, før design- og produktionsteknologien for det endelige produkt godkendes, og først derefter sendes den til produktion. Den største hindring for prototyping har altid været omkostninger - typisk aldrig lave - men med 3D prototypemaskiner er der mulighed for dramatisk at reducere omkostningerne.
3D prototyping bruges i mange fremstillingsindustrier i dag. Hvis vi henvender os til bil- og luftfartsindustrien, er det i dem, at 3D-prototyper er meget vigtig. Den vigtigste udfordring for disse industrier er at reducere tiden til at udvikle et nyt produkt. Som regel har bil og flyselskaber brug for mindst tre til syv år for at bringe en ny model på markedet. Værktøjet til at nå dette mål er brugen af industrielle CAD-systemer til virtualisering og hurtig 3D-prototyping. Virtualisering af en 3D-model på en computer kan føre til mere effektive designs, men at tage den endelige beslutning uden en fysisk 3D-model kan være ekstremt vanskelig.
For første gang opstod behovet for at oprette 3D-modeller (3D-prototyper) direkte fra CAD-filer i industrielle CAD-systemer. Men for andre områder som GIS, medicin og andre er det meget vigtigt, at brugen af 3D-prototyper åbner nye og ubegrænsede muligheder. Dagens 3D-prototypeteknologi giver en mere omkostningseffektiv tilgang, der reducerer både tid og penge betydeligt.
Z Corporation og 3D-udskrivning
Blandt de mest innovative virksomheder inden for 3D hurtig prototyping er Z Corporation, der har produceret kommercielle inkjet 3D-printere siden 1997 for at hjælpe med at fremskynde industrielt design og forbedre arbejdseffektiviteten. Uanset om det drejer sig om at undersøge en ny dækbane eller en flerlagssål til professionelle sneakers, et arkitektonisk projekt eller modellering af det menneskelige hjerte - alt dette kræver oprettelse af fysiske modeller.
Z Corporations 3D-prototypemetode er baseret på lag-for-lag-binding af pulveret og reducerer tiden og omkostningerne ved fremstilling af en model (for en detaljeret beskrivelse, se artiklen "Tredimensionel prototyping").
Normalt er omkostningerne ved udstyr til hurtig 3D-prototyping mere end en million rubler, og mindst endnu en million bruges på uddannelse af specialister til at arbejde på dette udstyr. I modsætning til andre maskiner koster Z Corporation 3D-printere dig lidt over en halv million rubler, og omkostningerne ved at træne en specialist er prisen på hans træning på en dag, da disse printere er så nemme at betjene, at alle kan bruge den.
Hastighed, lave omkostninger, alsidighed og muligheden for at få 3D-farvemodeller - alt dette er unikke muligheder, der vil være endnu vigtigere i fremtiden for industrier, hvor mere effektive måder at bringe produkter og tjenester på markedet er vigtige.
Linjen med 3D-printere kan groft opdeles i to hovedtyper.
Universal 3D-printere (Z310 +; Z510)
Printere, der gør det muligt at bruge en lang række medier i applikationer lige fra enkel modellering til industriel støbning. Disse printere understøtter kontinuerlig forbedring af arbejdsgangen samt udvikling af 3D-udskrivningsmaterialer for at imødekomme nye markedskrav.
Office 3D-printere (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Et særpræg ved denne kategori af 3D-printere er bekvemmelighed og brugervenlighed:
• nødvendige færdigheder og træning;
• de fleste operationer udføres automatisk;
• automatisk konfiguration og diagnostik;
• automatiseret system til ilægning og genbrug af pulver;
• intuitivt kontrolpanel.
Printere arbejder kun med kompositmateriale af høj kvalitet for at skabe holdbare og meget nøjagtige 3D-modeller.
Nye modeller
I juni 2010 introducerede Z Corporation kontor-3D-printere på indgangsniveau fra kun $ 19.920 (mindre end 600.000 RUB), der genudbydte løsninger til at gøre 3D-prototyping tilgængelig for de fleste designere, ingeniører, arkitekter og studerende.
ZPrinter 150 (monokrome) og ZPrinter 250 (farve) 3D-printere er de mest kompakte, hvilket er meget praktisk i forskellige situationer, for eksempel i klasseværelser eller på et lille kontor. I modsætning til andre 3D-printere i kommerciel kvalitet er ZPrinter 150 og ZPrinter 250 ekstremt nemme at bruge og har de laveste produktionsomkostninger pr. Cc af den dyrkede model, hvilket sandsynligvis er den afgørende faktor, når man vælger en 3D-prototypemaskine.
I øjeblikket er det omkring 7 rubler pr. 1 cm3, hvilket er den laveste omkostningspris inden for 3D-prototyping. Denne parameter opnås ved hjælp af den meget lag-for-lag-synteseteknologi, der anvendes i 3D-printere af Z Corporation, da der ikke er nogen understøttende strukturer, og ubrugt pulver genbruges til at bygge efterfølgende modeller, hvilket opnår en næsten affaldsfri brug af materialer.
Processen med efterbehandling af dyrkede 3D-modeller er også så tilgængelig som muligt, da det i det enkleste tilfælde er den sædvanlige imprægnering af modellen med saltvand, hvilket igen giver en unik mulighed for at bruge Zcorp 3D-printere i uddannelsesinstitutioner, hvor der er høje miljøkrav og enhver brug af kemiske stoffer, der er skadelige for menneskers sundhed.
Nye modeller af 3D-printere er lavet i en ny standardstørrelse og fylder meget lidt og næsten nærmer sig størrelsen på kontorkopimaskiner.
Hvad der er meget vigtigt og bekvemt til betjening - processerne med at ilægge plotteren er fuldautomatiske, startende fra installationen af patroner med et bindemiddel til ilægning af pulveret, som
fuldautomatisk og tillader ikke et enkelt gram pulver at vågne op og fratager rengøringspersonalet arbejdet.
Naturligvis giver de nye modeller også automatisk fjernelse og genbrug af pulver, indtil det hele er brugt op, eller til den næste model behøver du ikke at tilføje pulver, blot ved at forbinde en ny beholder med det. Selvfølgelig har printerne indbygget diagnostik for mængden af forbrugsvarer og tilstanden for lag-for-lag-synteseprocessen.
Enkelhed og intuitiv betjening såvel som fraværet af behovet for speciel træning er et andet stort plus, der gør det muligt for en ingeniør eller studerende at komme i arbejde straks efter udpakning af 3D-printeren og let omsætte sin idé til virkelighed.
Under konstruktionen af modellen kræver printeren ikke tilstedeværelse af en operatør; menneskelig indgriben er kun nødvendig i starten af printeren og er begrænset til et par minutter. Det er også muligt at styre printeren eksternt, hvilket giver dig mulighed for at kontrollere alle parametre for 3D-udskrivning af modellen: selvom du ikke har den fysiske evne til at kontrollere den aktuelle tilstand for printeren, der vises på LCD-skærmen, kan dette gøres uden at rejse sig fra dit sæde - ved hjælp af funktionerne i Zprint-softwaren.
Men sandsynligvis er den største fordel ved Z Corporation 3D-printere hastighed! ZPrinter-serien udskriver fem til ti gange hurtigere end andre tredimensionelle lag-for-lag-synteseteknologier tillader, og evnen til samtidig at vokse et ubegrænset antal modeller, der passer ind i kammerets arbejdsvolumen giver en ubestridelig fordel i hastigheden af modelproduktion og øger produktiviteten markant, så serieprinterne ZPrinter fuldt ud opfylder brugernes behov.
Meget ofte hører jeg fra potentielle ZPrinter-brugere: hvilken nøjagtighed giver Z Corporation 3D-printere? Vi var selv meget interesserede i at få svaret på dette spørgsmål, og vi foretog en simpel test: Vi trykte en terning med en side på 100 mm. Da det er let at forstå ud fra driftsprincippet for 3D-printere Z Corporation, vil den største fejl blive observeret langs Z-aksen eller, mere simpelt, i højden, da processen med limning af en model fra en masse pulverlag ved lag indebærer tørring af klæbemidlet (bindemiddel), som et resultat af hvilket lodret krympning vises. Vores målinger gav følgende resultat: i en højde på 100 mm var svindet 0,15 mm, hvilket er ret sammenligneligt med nøjagtigheden opnået på sprøjtestøbemaskiner. Om nøjagtigheden i XY-planet kan vi sige, at den leveres af mekanikken i selve 3D-printeren og ikke afhænger så meget af pulverets krympning som i højden.
ZPrinter 250 har et unikt nyt farvereproducerbarhedssystem. Sortimentet af tilgængelige farver til ZPrinter 450 og 650 er også blevet ændret (viser nu ægte farveoptællinger) til 180.000 unikke farver til henholdsvis ZPrinter 450 og 390.000 unikke farver til ZPrinter 650.
Sandsynligvis vil mange spørge: hvorfor kun 64 farver? Svaret er simpelt nok: Da denne 3D-printer er en startmodel og primært er beregnet til at skabe koncept- og præsentationsmodeller, er det begrænsede farverum endda en velsignelse for sådanne modeller.
De vigtigste egenskaber ved 3D-printere på kontoret fra Z Corporation er vist i tabellen.
Normal 0 falsk falsk falsk falsk RU X-INGEN X-INGEN MicrosoftInternetExplorer4
Egenskaber |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Opløsning, prikker / tomme | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| Minimumstørrelsen af det topologiske element, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Farve (antal unikke farver pr. Del) | Materiel farve | 64 farver (grundkombinationsfarve) | Materiel farve | 180.000 farver (bredt farveskala) | 390.000 farver (maksimalt antal farver) |
| Lodret hastighed for bygning af en genstand, mm / t | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Arbejdskammervolumen, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Baseret på materialer fra Z Corporation og vores egen erfaring
Dmitry Oshkin
E-mail: [email protected]
