3D modeliranje danas je vrlo popularan, razvojni i multitasking smjer u računalnoj industriji. Stvaranje virtualnih modela nečega postalo je sastavni dio moderne proizvodnje.
Suvremene tehnologije ne miruju i svakodnevno se izumljuju novi predmeti u raznim poljima znanosti. Jedno od takvih znanja je 3D printer. Izum ovog uređaja omogućuje stvaranje jedinstvenih 3D modela, čija je upotreba moguća u bilo kojoj industriji, od građevine do medicine.
Povijest 3D printera i što je to?
Zapravo, industrijski 3D printeri pojavili su se davno, ali njihovo postojanje nije bilo toliko oglašavano za širu populaciju. Prvi 3D model pojavio se davne 1985. godine. Pisač je bio malo funkcionalan i tiskan je crno-bijelo. Već 1988. godine započela je proizvodnja modela u boji. Trenutno postoji ogroman broj modela koji rade na širokom spektru materijala. Davne 2000. godine 3D printeri mogli su raditi samo s ABC plastikom. A danas se asortiman materijala proširio na nekoliko stotina materijala. Tu spadaju: akril, beton, hidrogel, papir, gips, led itd.
Već 2005. pojavio se model pisača koji je omogućio stvaranje modela u boji. Ovaj bi uređaj mogao ispisivati većinu komponenata modela. 2014. godine pojavio se prvi printer s ogromnim ispisnim područjem. Ovaj razvoj omogućuje stvaranje modela neograničene veličine. Već je bio pokušaj ispisa betonske kuće u punoj veličini.
Nije bilo potrebno više od jednog dana da se podigne takva građevina. Već 2016. godine u Dubaiju je predstavljena prva zgrada s 3D ispisom. U veljači 2017. Rusija je također otkrila kuću u cijelosti otisnutu na gradilištu. Ove godine razvijen je i šestoosovinski printer s kojim će se složeni elementi puno lakše ispisivati bez potrebe za potpornim strukturama. Trenutno je razvoj tiskara koji mogu ispisivati ljudske organe, proteze, implantate, karoserije, pa čak i hranu, u punom je jeku.
Pa, što je 3D printer i koje funkcije obavlja?
3D printer je poseban uređaj za izradu trodimenzionalnih modela. Pomoću ovog stroja možete stvoriti trodimenzionalne modele različitih veličina. Zbog izlaza informacija u trodimenzionalnom obliku, svi dobiveni objekti imaju stvarne fizičke parametre.
Kako funkcionira 3D printer i kako se stvaraju pravi 3D modeli?
Ako općenito opišemo rad 3D printera, postoji nekoliko glavnih faza njegovog rada:
- Izrada 3D modela u grafičkom programu. U ovoj se fazi model izrađuje na računalu pomoću posebnih virtualnih predložaka.
- Podjela modela na slojeve.
- Sljedeća se faza odnosi na rad samog pisača. Sloj po sloj tvori masu posebnog praha koji se koristi za daljnje oblikovanje modela. Stvara se posebna komora koja je ispunjena plastičnim materijalom.
- Nakon svakog sloja materijal se podmazuje ljepljivim slojem, što daje budućem modelu čvrstoću.
Vrste 3D modeliranja
Na ovom se području moderne tehnologije razvijaju u nekoliko pravaca:
- stereolitografske tehnologije, koje se skraćuju STL. Format datoteke koji se široko koristi za pohranu trodimenzionalnih modela objekata za upotrebu u aditivnim tehnologijama.
- metode termoplastične primjene - FDM. Modeliranje modela pomoću taloženja materijala slojem po sloju.
- lasersko sinterovanje - SLS. Tehnologija (SLS) uključuje upotrebu jednog ili više lasera (obično ugljičnog dioksida) za sinteriranje čestica praškaste građe kako bi se oblikovao trodimenzionalni fizički objekt.
Danas je metoda taloženja po slojevima najpopularnija i najšire korištena u industriji.
Glavne prednosti ove metode su:
- upotreba visokokvalitetnih i jeftinih materijala;
- jednostavna tehnika rada;
- ekološka prihvatljivost korištenih materijala.
Laserska stereolitografija
Ova vrsta 3D modeliranja široko se koristi u zubnoj protetici. Karakteristična značajka ove vrste tiska je izrada visokokvalitetnih predmeta. Takvi se rezultati postižu zahvaljujući upotrebi opreme koja radi u dimenzijskoj mreži, koja se izračunava u jediničnim mikronima.
Kako takva oprema radi?
Funkcionalni dio takve opreme temelji se na LED ultraljubičastim projektorima. Unutar ovih 3D printera nalaze se osjetljiva zrcala koja pružaju precizno skretanje zraka. zbog toga se događa ne sekvencijalno, već potpuno izlaganje konturnih slojeva.
Lasersko sinterovanje
Lasersko sinterovanje ili SLS tehnologija je još jedna vrsta laserskog modeliranja. Za rad takvi uređaji koriste plastiku koja se slabo tali. Osnova jedinstvenog razvoja je snažni laser koji prati konture na plastičnoj podlozi, stapajući materijal. Postupak se ponavlja dok se ne dobije cjelovit model. značajan nedostatak laserskog sinterovanja je poroznost nastalih modela. međutim, to ni na koji način ne utječe na čvrstoću. vjeruje se da su modeli dobiveni ovom metodom najtrajniji. Instalacija za lasersko sinterovanje ima prilično visoku cijenu, a postupak oblikovanja samog modela traje dugo.
Koji se materijali koriste za izradu 3D modela?
Kao što je već spomenuto, glavni materijal koji se koristi u 3D printerima je termoplastika. Dolazi u dva formata: ABS i PLA. Osim toga, takvi materijali kao što su najlon, polietilen, polikarbonat i druge vrste materijala koji se koriste u industriji postali su široko rasprostranjeni.
Mnogi 3D printeri uključuju miješanje nekoliko vrsta materijala, kombinirajući njihova fizička i kemijska svojstva.
Postrojenja koja koriste metale za svoj rad složenije su po svojoj strukturi. Razlika u tehnologiji svodi se na funkcije ispisne glave koja djeluje na temelju računalnog programa. Pomoću nje se ljepljiva masa nanosi na mjesta na koja usmjerava računalni program. Dalje, glava nanosi tanak sloj metalnog praha na cijelo radno područje. Odnosno, metal se ne topi, kao što je slučaj s plastikom, već se nanosi i lijepi u slojevima u obliku najmanjih čestica.
Zanimljivosti o 3D printerima
- 3D tisak se koristi ne samo u industriji, već se široko koristi u medicini, kulinarstvu, pa čak i u svemiru.
- Svake godine cijena 3D printera postaje niža i pristupačnija. Uskoro će ova tehnologija biti dostupna gotovo svima.
- Prvi 3D model stvoren je 1984. godine. Dobio ga je Chuck Hill kao rezultat stereolitografije.
- Ne tako davno, umjetni su organi stvoreni pomoću 3D printera. Ušne proteze bile su prvi modeli.
- U bliskoj budućnosti znanstvenici će tiskati prvi ljudski model.
- 3D modeliranje pomoći će smanjiti troškove proizvodnje, pa će tvornička proizvodnja uskoro postati neisplativa.
- 3D tehnologije se vrlo dugo koriste u kinematografiji za stvaranje realističnih modela.
- Znanstvenici sugeriraju da se uz pomoć 3D modeliranja mogu stvoriti roboti koji će umjesto da ljudi istražuju svemir.
- 3D modeli haljina već su prikazani svijetu. Manekenka Dita Von Teese postala je prva zvijezda koja je odjenula 3D tiskanu haljinu.
