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Depuis le moment où la technologie d'impression 3D a été inventée, elle a changé le processus de fabrication traditionnel. Il a la capacité d'imprimer rapidement des prototypes de pièces et des modèles physiques et de compresser le temps de développement des produits. Le principe de cette technologie est construire la couche de matériaux par couche à partir de fichiers informatiques pour éventuellement produire des objets tridimensionnels visibles et tangibles . Les gens sont généralement perplexes de savoir comment cela se fait étape par étape. Dans ce qui suit, nous décrirons son fonctionnement réel, ses formulaires typiques et ses scénarios d'application réels.
Qu'est-ce que l'impression 3D?
La magie de l'impression 3D réside dans la coupe des modèles informatiques dans des centaines de couches de section et une formation solide en construisant des matériaux. Ce n'est qu'un coup de réduction de dimension pour l'industrie manufacturière! Le traitement traditionnel implique parfois de couper dans l'ensemble des matières premières, ce qui entraîne jusqu'à 80% de déchets, tandis que 3dprinting permet d'économiser directement le coût de développement des moisissures! Il est très simple à accomplir avec une seule machine, et le taux d'utilisation du matériel est passé à 95%!
Selon vous, quel est le plus perturbateur? La fabrication soustractive conventionnelle nécessite plusieurs semaines pour adapter les pièces, mais maintenant le téléchargement de fichiers CAO est suffisant, et il peut être maintenu en main pendant 48 heures . La solution de services d'impression 3D peut réaliser efficacement cela.
Que devons-nous savoir sur l'histoire de l'impression 3D?
L'histoire de l'impression 3D n'est pas aussi ancienne que vous pouvez l'imaginer!
Ils ont conçu ce concept à la fin de la Seconde Guerre mondiale, mais il leur a fallu jusqu'en 1980 pour le mettre en œuvre! C'est à ce moment que le scientifique japonais, le Dr Hideo Kodama, a inventé le prototype de la technologie du prototypage rapide , qui a choqué la communauté manufacturière.
Mais en 1986, il y avait un Américain du nom de Charles Hull qui a inventé la technologie de lithographie tridimensionnelle capable d'objets tridimensionnels broyés par résine liquide et lumière ultraviolette. Dans les talons, deux professeurs de l'université du Texas ont proposé une nouvelle astuce en proposant une technologie en utilisant la poudre de fringale laser à la poudre matérielle , qui est couramment utilisée dans l'industrie comme processus SLS.
À la fin des années 1990, les ordinateurs personnels ont commencé à devenir grand public, le logiciel de conception est devenu convivial et les environnements open source sont devenus animés. Ingénieurs convaincants à faire des imprimantes 3D petites à environ les mêmes dimensions que les dispositifs d'impression à jet à encre standard, puisque les logiciels de conception 3D ont commencé à apparaître sur les campus universitaires.
En 2006, les imprimantes 3D de bureau sont devenues officiellement disponibles pour les consommateurs, les prix passant de dizaines de milliers de dollars à la fourchette de deux mille dollars.
Le Covid-19 a involontairement fait un coup de pouce pour l'avancement technologique. En 2020, alors que les hôpitaux du monde entier couraient pour obtenir des accessoires de ventilateur, les ingénieurs ont utilisé des imprimantes 3D pour imprimer des heures supplémentaires pour livrer les pièces pendant la nuit, et certaines d'entre elles utilisés 3D Printers à imprimer des protège-boucliers transparents . Cela exhorte directement le processus de mise à jour des normes de l'industrie, et maintenant les matériaux médicaux de grade 3 de grade 3 doivent être soumis à des tests de biocompatibilité, avec des écarts de précision mesurés à 0,1 millimètres réglementés.
L'impression3D n'est plus un dispositif de laboratoire. Il est également entré dans le processus de fabrication dans les grandes et petites usines.
Les encres en métal conductrices et les bioplastiques biodégradables ont été inventés par des scientifiques des matériaux, et ceux-ci, à leur tour, stimulent l'avancement de la technologie d'impression. Il est amusant que ces deux champs progressent toujours main dans la main dans une course les uns contre les autres.
Autrement dit, comment fonctionne l'impression 3D?
Le flux de travail de l'impression 3D peut être divisé en quatre étapes clés, réalisez une production précise des dessins aux produits finis.
Étape 1: Besoin de construire un modèle numérique
Vous pouvez utiliser le logiciel CAO pour concevoir à partir de zéro ou utiliser un scanner 3D pour reproduire avec précision l'objet physique. Cette étape est particulièrement intéressante, car les concepteurs peuvent ajuster à plusieurs reprises le modèle d'impression 3D dans l'espace virtuel, comme la réduction de l'épaisseur de la paroi des parties mécaniques de 5 millimètres à 3 millimètres, pour éviter de gaspiller les matériaux pendant la priorité.
Étape 2: Entrez l'étape de conversion du format
Il y a un détail technique à noter ici, le format STL décomposera la surface du modèle dans d'innombrables mailles triangulaires, tout comme l'utilisation de puzzles mosaïques pour restaurer des formes tridimensionnelles. Mais les joueurs avancés ont déjà commencé à utiliser le format AMF, qui peut enregistrer plus d'informations telles que la couleur et le matériel, tout comme l'ajout d'étiquettes d'attribut aux modèles d'impression 3D. À ce stade, nous devons ajuster l'angle de placement et imaginer l'impression d'un modèle de bras en suspension. Un angle d'inclinaison raisonnable peut réduire la structure de support de 60%.
Étape 3: Trancheur Logiciel
Il coupe le modèle 3D en centaines de couches de profils 2D, chaque couche étant aussi épaisse qu'un diamètre de cheveux (0,05-0,3 millimètre). L'imprimante commence à fonctionner selon ce paramètre. Le Le processus FDM est couramment utilisé au niveau du bureau , et la buse chauffe le fil en plastique à 220 ℃ et l'extrait en forme. L'équipement de qualité industrielle utilise le laser pour faire fondre instantanément la poudre métallique, atteignant la précision du niveau du micromètre.
Étape 4: l'étape cruciale de post-traitement
Le démantèlement de la structure de support nécessite un retrait minutieux du cadre auxiliaire et le ponçage des articulations avec du papier de verre. Les pièces aérospatiales doivent également subir un traitement de pressage isostatique chaud, et l'inspection de qualité finale nécessite l'utilisation d'un scanner laser pour vérifier si l'erreur dimensionnelle est à 0,1 millimètre. Il s'agit d'une norme cruciale pour les implants médicaux tels que les articulations artificielles.
Quels sont les types courants d'impression 3D?
Il existe quatre technologies principales qui jouent un rôle important dans le service d'impression 3D:
1.sla
Il est né en 1986 et reste l'as de la fabrication de précision à ce jour. Son arme secrète est un laser ultraviolet, qui est comme utiliser la lumière comme couteau à sculpture pour solidifier la couche de résine liquide par couche, avec une précision d'un dixième de cheveux humains! Des accolades invisibles dans les cliniques dentaires aux modèles micro sculptés dans la conception de bijoux, SLA tient fermement la première place dans les champs de fabrication médicale et de précision avec ses capacités de traitement de surface soyeux
2.fdm
C'est le roi de la rentabilité dans le service d'impression 3D, et son principe de travail est comme un pistolet à colle à fond chaud amélioré, chauffant PLA ou fil de plastique ABS à 220 ℃ et l'extrudant en forme. Bien que la superposition soit visible à l'œil nu, l'avantage est que l'équipement est bon marché et que vous pouvez acheter une machine de niveau de bureau pour deux mille yuans, ce qui convient particulièrement aux étudiants pour faire des cours de cours ou pour que les fabricants diy soient des ornements personnalisés. Cependant, pour imprimer des composants structurels porteurs de charge, la FDM de qualité industrielle doit être utilisée, qui peut gérer le nylon renforcé en fibre de carbone, et bien sûr, le prix va également directement à six chiffres.
3. SLS
Il est directement fritté au laser sur de la poudre en nylon. Partout où le faisceau laser de 400 watts va, la poudre se fond instantanément dans une structure dense, et encore mieux, la poudre non mis en forme forme naturellement un support, ce qui permet d'imprimer des géométries complexes telles que les structures creux et les tuyaux de serpentin. La semelle intermédiaire de la chaussure de sport FutureCraft 4D d'Adidas est une structure en nid d'abeille imprimée avec de la poudre TPU en utilisant la technologie SLS, qui est à la fois légère et a un excellent amorti.
4. MJF
Il peut être considéré comme un artiste avec une précision au niveau micrométrique, capable de pulvériser simultanément 6 types de matériaux, et sa précision d'épaisseur de couche de 16 micromètres rend difficile l'œil nu pour distinguer les marques de couche. Ce qui est encore plus étonnant, c'est que certains modèles industriels peuvent imprimer directement les lignes conductrices à l'intérieur des pièces, telles que la coquille de précision des aides auditives intégrant des composants électroniques , qui désinterrompt le processus traditionnel de la fabrication électronique.
Dans le domaine médical, il est utilisé pour créer des guides chirurgicaux avec des marqueurs vasculaires colorés, permettant aux chirurgiens de voir clairement la relation spatiale entre les tumeurs et les vaisseaux sanguins.
Comparaison de quatre types de technologies d'impression 3D
| Type technique | Précision (mm) | MATÉRIAUX CORE | vitesse d'impression (cm ³ / h) | Scénarios d'application typiques | Gamme de prix (10000 yuans) |
| sla | 0,05 | Résine photosensible de qualité médicale. | 30-60 | Braces invisibles / moules de coulée de précision. | 50 000-500 000 |
| fdm | 0,1-0.3 | PLA / Nylon en fibre de carbone. | 50-150 | Prototype éducatif / composant structurel à charge. | 2 000-300 000 |
| sls | 0,08 | Nylon 12 Powder / TPU Elastomère. |
20-40
|
Space Bracket / Sports Shoe Midsold. | 400 000 à 2 millions |
| MJF | 0,016 |
Résine photosensible mixte + matériau conducteur.
|
10-25 | Guide chirurgical Plaque / composants électroniques intégrés. | 600 000-3 millions |
