3D nyomtatás GyIK

3D nyomtatás GyIK

Rövid válaszok az alapvető kérdésekre, amelyeket talán már Ön is feltett

Mi az a 3D nyomtatás? 

Additív gyártási folyamatként és prototípus-készítésként is ismert. Arról van szó, amikor valós tárgy készül egy háromdimenziós tervből. A 3D nyomtató additív gyártási eljárás, vagyis vékony rétegek lerakásával készít tárgyakat szemben a hagyományos megmunkálással, melynek során egy nagyobb nyers darabból választják le a felesleges anyagot és a megmaradó rész lesz a kész termék. Amióta a 3D nyomtatás előtérbe került, az additív gyártás ellentétjeként a hagyományos eljárást szubtraktív gyártásnak is szokták nevezni.  A 3D nyomtatás egyike a 21. század forradalmian új technológiáinak, az utóbbi időben rohamosan növekszik az eladott nyomtatók száma és áruk meredeken csökken. Jelentősége a gyártást megelőző tervezésben felbecsülhetetlen, hiszen a kinyomtatott alkatrészek azonnal tesztelhetőek, összeszerelhetőek, bemutathatóak, így az esetleges tervezési hibák hatékonyan kiszűrhetőek. Emellett segítségével kis darabszámú sorozatok vagy akár egyedi darabok készíthetők aránylag gyorsan és hatékonyan, és ami a legfontosabb, szerszámozási költségek nélkül. A hagyományos nyomtatótól eltérően a 3D nyomtatás nem csak 2 dimenzióban (papírlap), hanem rétegenként állítja elő a fizikai térbeli tárgyat. A 3D nyomtatással előállított modellek jól használhatók kis sorozatú, jellemzően öntészeti eljárásokkal (homokformázás, szilikonos öntés) sokszorosított tárgyak „ősformájaként”. 

Mire jó egy 3D-s nyomtató?

3 dimenziós számítógépes modellek fizikai legyártására, azaz ami három dimenzióban megrajzolható azt a 3D nyomtató el is tudja készíteni. Bármilyen kisebb (de több részletben akár nagyobb) méretű tárgyat különböző (a technológia fejlődésével szinte naponta bővülő) anyagok segítségével kinyomtathatunk, a lehetőségek szinte korlátlanok. Használják designer termékek, ajándékok, egyedi tárgyak, prototípusok, gyógyászati, műtéti segédeszközök, gépalkatrészek előállításához. A 3D nyomtatás a The Economist mértékadó szaklap szerint a 3. ipari forradalmat indíthatja el. A 3D nyomtatóknak köszönhetően a gyártás nem csupán tömegtermelésben lehet gazdaságos, hanem akár darabonként, egyénekre szabva is. Ez utóbbi tulajdonsága miatt az egyik legfontosabb alkalmazási területe a 3D nyomtatásnak már most az orvoslás; jelenleg a protézis, csontpótló beültetések páciensre szabott gyártása a legelterjedtebb, de egyre több kutatás irányul teljes szervek pótlására is. Háromdimenziós nyomtatással az orvosok képesek modelleket készíteni operáció előtt a pácienseik testrészeiről. A teljesség igénye nélkül néhány ötlet, mire használható egy 3D nyomtató otthoni felhasználásra ill. kisvállalkozások számára: prototípusok, pótalkatrészek, kis sorozatszámú termék előállítása, makettek, épület modellek, ajándéktárgyak, marketing eszközök.

Mindenképp 3D modell kell a nyomtatáshoz?

Igen, bármilyen 3D nyomtatási eljárás csak egzakt 3D digitális modell alapján tud működni. Ennek feldolgozásával állítják elő a berendezések azokat a vékony szeleteket, amelyeket a nyomtatás során egymásra építve kiadják a végső formát.

Mi is a háromdimenziós nyomtató és elérhető-e számomra?

A háromdimenziós nyomtató egyáltalán nem hasonlít egy hétköznapi nyomtatóra. Egy ilyen nyomtató valóban három dimenzióban nyomtat. A modellt egymásra rakódó rétegekből építi fel és ezért kapta az eljárás a gyors prototípus-készítés nevet, vagy háromdimenziós nyomtatást. Az egyik hátránya a háromdimenziós nyomtatásnak egy otthoni felhasználó számára a nyomtatók ma még viszonylag magas ára. A másik problémát a háromdimenziós számítógépes modell előállítása jelentheti és az, hogy hosszú órákba telhet egy test kinyomtatása (a modell összetettségétől és a felbontástól függően). A fentiek mellett a professzionális háromdimenziós tervezéshez használt szoftverek is sokba kerülnek, de persze léteznek ingyenes megoldások is. Elterjedőben vannak a hobbistáknak is szánt egyszerűsített nyomtatók, amelyek egyre olcsóbban hozzáférhetőek, de ezek a háromdimenziós nyomtatók általában nem olyan pontosak, mint drágább társaik. Számos projekt igyekszik elérhető árú, általánosan használható, nyílt forráskódú és tervrajzú 3D nyomtatót előállítani, például a Fab@Home vagy a RepRap Project.

Háromdimenziós nyomtatási technológiák

Többféle technológia alkalmas háromdimenziós nyomtatásra. A legfontosabb eltérések abban rejlenek, hogy a rétegek hogyan épülnek egymásra az alkatrészek készítésekor. SLS (selective laser sintering), FDM (fused depostion modeling) és az SLA (stereolithograhpy) a legszélesebb körben használt technológiák a háromdimenziós nyomtatásban. Az első és a második technológia anyagok olvasztásával vagy puhításával állítja elő a rétegeket. Általában, a legmeghatározóbb tényezők a sebesség, a prototípus előállítási költsége, az anyag ára és megválasztása, valamint a színezési lehetőségek.

Mi az eltérés egy gyors prototípus-készítő gép és egy háromdimenziós nyomtató között?

A háromdimenziós nyomtatók a gyors prototípus-készítő gépek egyszerűsített változatai. Lassabbak és kevesebb feladat kivitelezésére használhatóak. A gyors prototípus-készítés az autó és repülőgép ipar már évtizedek óta bevált eljárása. Általában a háromdimenziós nyomtatók kisebbek és kevesebb helyet foglalnak ipari társaiknál. Kevesebb energiát használnak és kisebb számú tárgymásolatok készítésére alkalmasak nylonból és más egyéb műanyagokból. A nyomtatók méret szempontjából is kisebb alkatrészeket tudnak előállítani. A fentiek ellenére a háromdimenziós nyomtatók funkciói megegyeznek a nagyobb gépekéivel, mint például a tervek ellenőrzése és érvényesítése, prototípus-készítés és adatmegosztás. A háromdimenziós nyomtatókat könnyű kezelni és olcsó fenntartani a gyors prototípus-készítő gépekhez képest. 

Milyen anyagokat használnak a háromdimenziós nyomtatáshoz?

Sok különféle anyagot lehet használni a háromdimenziós nyomtatáshoz, mint például az ABS műanyagot, PLA polyamide (nylon)-ot, üveggel dúsított sztereolithográfiás anyagokat (epoxy-t), ezüstöt, titánt, acélt, viaszt, fotopolimereket és polikarbonátokat.

Milyen háromdimenziós modellező szoftverek a megfelelőek egy kezdő számára?

Ha Ön csak most kezdi a tervezést, kipróbálhat néhány modellező programot, amelyeket ingyen tölthet le. 

Google SketchUp - a Google SketchUp szórakoztató és ingyenes, és ismert könnyű kezelhetőségéről. Modellek építéséhez a SketchUp programban a határszéleket és felületeket kell megrajzolni egyszerű eszközökkel, amelyek megtanulhatóak rövid idő alatt. A 'Húzás/Tolás' eszköz segítségével lehetséges bármilyen felület torzítása háromdimenziós modellé. Továbbá a program együtt is működtethető a Google Earth alkalmazással, és lehetséges átméretezett domborzati fotók importálása a SketchUp-ba, vagy modellek exportálása a Google Earth-be. 

3Dtin - a legegyszerűbb háromdimenziós szoftver. Lehetséges az internetes böngésző ablakában is dolgozni. 

Blender - a Blender ingyenes, nyílt forráskódú háromdimenziós tartalomkészítő programcsomag, amely elérhető a legelterjedtebb operációs rendszerekhez a GNU nyilvános jogosítványok értelmében. A Blendert házon-belüli alkalmazásként kezdte fejleszteni a dán NeoGeo animációs stúdió és a Not a Number Technologies (NaN). A program olyan hathatós eszközökkel bír, amelyek egyébként a magasabb szintű modellező programokra jellemző.

OpenSCAD - az OpenSCAD CAD objektumok előállítására készült. Ingyenes és Linux/UNIX, MS Windows és Mac OS X rendszerek alá elérhető. A program profilja nem nagy művészi gonddal elkészített modellek, hanem CAD Objektumok. 

Tinkercad - a Tinkercad egy új és gyorsabb módja a modellek készítésének a háromdimenziós nyomtatók számára. Három alapvető eszközzel lehetséges sok hasznos tárgyat készíteni az alkalmazással. Ha elkészült a tárgy háromdimenziós modellje, csak át kell tölteni az STL fájlt és kezdődhet a nyomtatás. 

A kereskedelemben beszerezhető szoftverek, mint a CAD alkalmazások AutoCAD és a Pro engineer, Autodesk szoftvercsomagok, a Rhino, Maya és a Solidworks mindegyike jól használható háromdimenziós modellek tervezésére.

Nincs tapasztalatom a tervezés terén, milyen hosszú ideig tart megtanulni a háromdimenziós modellezést?

A háromdimenziós modellezést a hozzá tartozó eszközök kezelésének a megtanulásával lehet elsajátítani. Ilyen eszközök a tinkercad (online), 123D Design, Rhino, a Blender vagy a Sketchup. Néhány hétbe telhet az eszközökkel való megismerkedés. Hogy valaki hozzáértő felhasználó legyen legalább fél év tanulás és gyakorlás szükséges.

Hol tudok beszerezni kész 3D modelleket az interneten?

Egyre több site – rajongói és professzionális – foglalkozik 3D modellek gyűjtésével és megosztásával, így érdemes alaposabban körülnézni. Álljon itt néhány oldal, amelyen 3D modell adatbázis található:

 


Cikk megosztása: