|
|
классификация адт. Тема 1.2 Классификация. 1. 2 Классификация методов, систем и установок аддитивных технологий
Тема 1.2 Классификация методов, систем и установок аддитивных технологий
Сегодня 3D-оборудование применяется повсеместно: Медицина, промышленность, развлечения, кулинария, мир моды.
Этот список можно продолжать бесконечно, но мы бы хотели затронуть применение 3D технологий в образовании.
Прежде чем рекомендовать тот или иной станок или 3d-принтер мы изучили историю заказов наших клиентов из сферы образования, а так же подкрепили свои рекомендации ссылками на реальные учебные заведения, которые успешно эксплуатируют это оборудование.
Итак, в каких областях сферы образования применяются аддитивные технологии?
Новый предмет — «Технология», пришедший на замену старому доброму “Труду” Причём, этот предмет не является факультативом, а идеи частью общеобразовательной программы с 2017 года.
Инженерные классы. Как их разновидность – робототехника.
Дополнительные уроки 3D-моделирования.
Конкурсы и Олимпиады, где ученики могут по состязаться и продемонстрировать выполненные проекты в рамках инновационной деятельности. (Пример: http://technomaker.ru/ и http://3dtoday.ru/blogs/top3dshop/olympics-in-3dtechnology-in-ivanovo/)
Мы подобрали перечень несложного 3D-оборудования для школ, которые уже успешно используется во многих инженерных классах:
3D-РУЧКИ:
3D ручка Myriwell RP100B c LCD дисплеем предназначена для моделирования 3D объектов путем плавки ABS и PLA пластика. Данная 3D ручка проста и дешева в эксплуатации. Данный продукт может быть интересен школьникам, студентам, дизайнерам и другим энтузиастам.
Первая модель 3D ручки - 3Doodler дает возможность пользователям рисовать реальные трехмерные объекты, которые буквально поднимаются с бумаги и становятся готовыми предметами - украшениями, игрушками, посудой, статуэтками и т.д.
3D-ручка 3Doodler 2 стала невероятно популярной и превзошла самые смелые ожидания ее создателей. При помощи этой ручки пользователи по всему миру создают удивительные вещи: от ювелирных украшений и 3D печатных пультов дистанционного управления до 3D печатных платьев и архитектурных моделей, и даже пишут письма по системе Брайля! 3D ручка 3Doodler дает безграничные возможности для творчества.
Контактный 3d сканер
Щуп перемещается вдоль поверхности объекта, с помощью руки или специальных механизмов и передает данные о перемещении на компьютер. Благодаря точности измерения данным способом, зонды, часто применяются для проверки точности каких-либо изготовленных деталей.
Основным недостатком этих сканеров является их ограничение в сканируемых поверхностях, а особенно подвижных объектов. Еще один недостаток – необходимость того, чтобы сканер непосредственно касался объекта. Если последний довольно хрупкий, тогда есть возможность его повредить. Последний недостаток – маленькая скорость работы, сочетающаяся с необходимостью постоянного перемещения сканера.
Особенности:
высокая точность работы, с возможностью последующего экспорта в CAD пакеты;
можно приобрести за относительно недорогую цену, особенно старые системы.
3D-ПРИНТЕРЫ:
1) Технология печати: FDM принтеры которые выдавливают какой-то материал слой за слоем через сопло-дозатор, не буду расписывать подробно, мы про них все знаем. Все мэйкерботоподобные принтеры + принтеры Stratasys + различные кулинарные принтеры (используют глазурь, сыр, тесто) + медицинские которые печатают “живыми чернилами” (когда какой-либо набор живых клеток помещается в специальный медицинский гель которые используется далее в биомедицине)
2) Технология Polyjet , была изобретена израильской компанией Objet в 2000 г. в 2012 их купили Stratasys. Суть технологии: фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ излучения. Важная особенность, отличающая PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами.
Преимущества технологии: а) толщина слоя до 16 микрон (клетка крови 10 микрон) б) быстро печатает, так как жидкость можно наносить очень быстро. Недостатки технологии: а) печатает только с использованием фотополимера — узко-специализированный, дорогой пластик, как правило, чувствительный к УФ и достаточно хрупкий.
Применение: промышленное прототипирование и медицина
3) LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING)
Материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на сфокусированный луч лазера. Часть порошка пролетает мимо, а та часть, которая попадает в фокус лазера мгновенно спекается и слой за слоем формирует трехмерную деталь. Именно по такой технологии печатают стальные и титановые объекты.
Поскольку до появления этой технологии печатать можно было только объекты из пластика, к 3D печати особенно серьезно никто не относился, а эта технология, открыла двери для 3D печати в “большую” промышленность. Порошки различных материалов можно смешивать и получать таким образом сплавы, на лету.
Применение: например, титановые лопатки для турбин с внутренними каналами охлаждения. Производитель оборудования: Optomec
4) LOM (laminated object manufacturing)
Тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трехмерный объект. Т.е. укладывается тонкий лист материала, который вырезается по контуру объекта, таким образом получается один слой, на него укладывается следующий лист и так далее. После этого все листы прессуются или спекаются.
Таким образом печатают 3D модели из бумаги, пластика или из алюминия. Для печати моделей из алюминия используется тонкая алюминиевая фольга, которая вырезается по контуру слой за слоем и затем спекается с помощью ультразвуковой вибрации.
5) SL (Stereolithography) Стереолитография.
Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием УФ полимеризуется. После того как один слой готов платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту далее запекается следующий слой и так далее. Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответственно расположен снизу…
После печати таким методом, требуется постобработка объекта — удаление лишнего материала и поддержки, иногда поверхность шлифуют. В зависимости от необходимых свойств конечного объекта модель запекают в т.н. ультрафиолетовых духовках.
Фотополимер зачастую бывает токсичным поэтому при работе с ним нужно пользоваться средствами защиты и респираторами. Содержать и обслуживать такой принтер дома — сложно и дорого.
Преимущества: быстро и точно, точность до 10 микрон. Для спекания фотополимера достаточно лазера от Blu-ray проигрывателя, благодаря чему на рынке появляются дешевые при этом точные принтеры работающие по такой технологии (e.g. Form1).
6) LS (laser sintering)
Лазерное спекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.
Преимущества: а) менее вероятно, что деталь сломается в процессе печати, так как сам порошок выступает надежной поддержкой б) материалы в порошковой форме довольно легко найти в продаже в том числе это могут быть: бронза, сталь, нейлон, титан
Недостатки: а) поверхность получается пористая б) некоторые порошки взрывоопасны, поэтому должны храниться в камерах, заполненных азотом в) спекание происходит при высоких температурах, поэтому готовые детали долго остывают, в зависимости от размера и толщины слоев, некоторые предметы могут остывать до одного дня.
7) 3DP (three dimensional printing)
Технология изобретена в 1980 году в MIT студентом Paul Williams, технология была продана в несколько коммерческих организаций, одна из которых — zCorp, в настоящее время поглощена 3D Systems.
На материал в порошковой форме наносится клей, который связывает гранулы, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так далее. На выходе, как правило, получается материал sandstone (похожий по свойствам на гипс)
Преимущества: а) так как используется клей, в него можно добавить краску и таким образом печатать цветные объекты б) технология относительна дешевая и энергоэффективная в) можно использовать в условиях дома или офиса в) можно печатать использовать порошок стекла, костный порошок, переработанную резину, бронзу и даже древесные опилки. Используя похожу технологию можно печатать съедобные объекты например из сахара или шоколадного порошка. Порошок склеивается специальным пищевым клеем, в клей может добавляться краситель и ароматизатор. Как пример, новые 3D принтеры от компании 3D systems, которые были продемонстрированы на CES 2014 — ChefJet и ChefJet Pro
Недостатки: а) на выходе получается достаточно грубая поверхность, с невысоким разрешение 100 микрон б) материал нужно подвергать постобработке (запекать), чтобы придать ему необходимые свойства.
 |
|
|
Скачать 0.77 Mb.