Có rất nhiều công nghệ với sự trợ giúp của nguyên lý tự nhiên này; mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và lĩnh vực ứng dụng tối ưu riêng. Sự khác biệt chính giữa các công nghệ là vật liệu được sử dụng trong mô hình, cũng như cách nó được áp dụng. Máy tạo mẫu 3D đã hoạt động trong vài thập kỷ và được sử dụng thành công trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Một nguyên mẫu được tạo ra trong quá trình thiết kế bất kỳ sản phẩm nào: với sự trợ giúp của nó, một nhóm các nhà thiết kế, nhà thiết kế và nhà công nghệ sẽ xác định khả năng sản xuất một mẫu nhất định. Điều rất quan trọng là phải biết phần đó sẽ như thế nào sau khi đưa ra quyết định. Mô hình có thể trải qua hai mươi lần lặp lại hoặc nhiều hơn trước khi thiết kế và công nghệ sản xuất của sản phẩm cuối cùng được phê duyệt, và chỉ sau đó nó sẽ được đưa đi sản xuất. Trở ngại lớn nhất đối với việc tạo mẫu luôn là chi phí - thường không bao giờ thấp - nhưng với máy tạo mẫu 3D, có cơ hội giảm đáng kể chi phí.
Tạo mẫu 3D được sử dụng nhiều trong các ngành sản xuất hiện nay. Nếu chúng ta chuyển sang ngành công nghiệp ô tô và hàng không, thì việc tạo mẫu 3D là rất quan trọng. Thách thức quan trọng nhất đối với các ngành này là giảm thời gian phát triển một sản phẩm mới. Theo quy định, ô tô và các hãng hàng không cần ít nhất ba đến bảy năm để đưa một mẫu xe mới ra thị trường. Công cụ để đạt được mục tiêu này là việc sử dụng các hệ thống CAD công nghiệp để ảo hóa và tạo mẫu 3D nhanh chóng. Ảo hóa mô hình 3D trên máy tính có thể dẫn đến các thiết kế hiệu quả hơn, nhưng việc đưa ra quyết định cuối cùng mà không có mô hình 3D vật lý có thể cực kỳ khó khăn.
Lần đầu tiên, nhu cầu tạo mô hình 3D (nguyên mẫu 3D) trực tiếp từ các tệp CAD xuất hiện trong các hệ thống CAD công nghiệp. Nhưng đối với các lĩnh vực khác, chẳng hạn như GIS, y học và những lĩnh vực khác, điều rất quan trọng là việc sử dụng các nguyên mẫu 3D sẽ mở ra những khả năng mới và không giới hạn. Các công nghệ tạo mẫu 3D ngày nay cung cấp một cách tiếp cận hiệu quả hơn về chi phí, giảm đáng kể cả thời gian và tiền bạc.
Z Corporation và in 3D
Trong số các công ty sáng tạo nhất trong lĩnh vực tạo mẫu nhanh 3D là Z Corporation, đã sản xuất máy in 3D in phun thương mại từ năm 1997 để giúp tăng tốc độ thiết kế công nghiệp và nâng cao hiệu quả công việc. Cho dù đó là nghiên cứu một mặt lốp mới hay đế ngoài nhiều lớp cho giày thể thao chuyên nghiệp, một dự án kiến trúc hay mô hình trái tim con người - tất cả những điều này đều đòi hỏi phải tạo ra các mô hình vật lý.
Phương pháp tạo mẫu 3D của Z Corporation dựa trên sự liên kết từng lớp của bột và giảm thời gian và chi phí sản xuất một mô hình (để biết mô tả chi tiết, hãy xem bài viết "Tạo mẫu ba chiều").
Thông thường, chi phí cho thiết bị tạo mẫu 3D nhanh là hơn một triệu rúp, và ít nhất một triệu khác được chi cho việc đào tạo các chuyên gia làm việc trên thiết bị này. Không giống như các máy khác, máy in 3D của Z Corporation sẽ tiêu tốn của bạn hơn nửa triệu rúp, và chi phí đào tạo một chuyên gia là chi phí đào tạo của anh ta trong một ngày, vì những máy in này rất dễ vận hành nên bất kỳ ai cũng có thể sử dụng nó.
Tốc độ, chi phí thấp, tính linh hoạt và khả năng có được các mô hình 3D màu - tất cả những điều này là những cơ hội duy nhất sẽ còn quan trọng hơn trong tương lai đối với các ngành công nghiệp mà các cách hiệu quả hơn để đưa sản phẩm và dịch vụ ra thị trường.
Dòng máy in 3D có thể được chia thành hai loại chính.
Máy in 3D đa năng (Z310 +; Z510)
Máy in cho phép nhiều loại phương tiện được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, từ tạo mẫu đơn giản đến đúc công nghiệp. Các máy in này hỗ trợ cải tiến liên tục quy trình làm việc, cũng như phát triển các vật liệu in 3D để đáp ứng các yêu cầu mới của thị trường.
Máy in 3D văn phòng (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Một tính năng đặc biệt của loại máy in 3D này là sự tiện lợi và dễ sử dụng:
• yêu cầu các kỹ năng và đào tạo tối thiểu;
• hầu hết các hoạt động được thực hiện tự động;
• cấu hình và chẩn đoán tự động;
• hệ thống tự động để nạp và tái sử dụng bột;
• bảng điều khiển trực quan.
Máy in chỉ làm việc với vật liệu composite chất lượng cao để tạo ra các mô hình 3D bền và có độ chính xác cao.
Các mẫu mới
Vào tháng 6 năm 2010, Z Corporation đã giới thiệu máy in 3D văn phòng cấp thấp với giá khởi điểm chỉ từ 19.920 USD (dưới 600.000 RUB), cung cấp lại các giải pháp để tạo mẫu 3D khả dụng cho hầu hết các nhà thiết kế, kỹ sư, kiến trúc sư và sinh viên.
Máy in 3D ZPrinter 150 (đơn sắc) và ZPrinter 250 (màu) là loại máy nhỏ gọn nhất, rất tiện lợi trong các tình huống khác nhau, chẳng hạn như trong lớp học hoặc trong văn phòng nhỏ. Không giống như các máy in 3D cấp thương mại khác, ZPrinter 150 và ZPrinter 250 cực kỳ dễ sử dụng và có chi phí sản xuất trên mỗi cc thấp nhất trong số các mô hình đã phát triển, đây có lẽ là yếu tố quyết định khi chọn máy tạo mẫu 3D.
Hiện tại, giá khoảng 7 rúp trên 1 cm3, đây là mức giá thấp nhất trong lĩnh vực tạo mẫu 3D. Thông số này đạt được nhờ công nghệ tổng hợp từng lớp được sử dụng trong máy in 3D của Z Corporation, vì không có cấu trúc hỗ trợ và bột không sử dụng được tái sử dụng để xây dựng các mô hình tiếp theo, giúp sử dụng vật liệu gần như không lãng phí.
Quá trình xử lý hậu kỳ của các mô hình 3D đã phát triển cũng dễ tiếp cận nhất có thể, vì trong trường hợp đơn giản nhất, việc ngâm tẩm thông thường của mô hình bằng nước muối, do đó mang lại cơ hội duy nhất để sử dụng máy in 3D Zcorp trong các cơ sở giáo dục có các yêu cầu cao về môi trường và bất kỳ việc sử dụng các chất hóa học có hại cho sức khỏe con người.
Các mẫu máy in 3D mới được chế tạo với kích thước tiêu chuẩn mới và chiếm rất ít không gian, gần như tiếp cận với kích thước của máy photocopy văn phòng.
Điều rất quan trọng và thuận tiện cho việc vận hành - quy trình nạp máy vẽ hoàn toàn tự động, bắt đầu từ việc lắp đặt các hộp mực có chất kết dính để nạp bột, điều này
hoàn toàn tự động và không cho phép một gam bột nào thức dậy, do đó làm mất công việc của những người dọn dẹp.
Đương nhiên, các mô hình mới cũng cung cấp tính năng tự động loại bỏ và tái sử dụng bột, cho đến khi sử dụng hết hoặc đối với mô hình tiếp theo, bạn không cần thêm bột, chỉ đơn giản bằng cách kết nối một thùng chứa mới với nó. Tất nhiên, các máy in đã tích hợp sẵn chẩn đoán về số lượng vật tư tiêu hao và trạng thái của quá trình tổng hợp từng lớp.
Sự đơn giản và hoạt động trực quan, cũng như không cần đào tạo đặc biệt, là một điểm cộng lớn khác, cho phép một kỹ sư hoặc sinh viên bắt đầu làm việc ngay sau khi giải nén máy in 3D và dễ dàng biến ý tưởng của mình thành hiện thực.
Trong quá trình xây dựng mô hình, máy in không yêu cầu sự hiện diện của người vận hành; sự can thiệp của con người chỉ cần thiết ở giai đoạn khởi động máy in và giới hạn trong vài phút. Cũng có thể điều khiển máy in từ xa, cho phép bạn kiểm soát tất cả các thông số của quá trình in 3D của mô hình: ngay cả khi bạn không có khả năng vật lý để kiểm soát trạng thái hiện tại của máy in được hiển thị trên màn hình LCD của nó, điều này có thể được thực hiện mà không cần đứng dậy khỏi chỗ ngồi của bạn - bằng cách sử dụng các tính năng của phần mềm Zprint.
Nhưng, có lẽ, ưu điểm chính của máy in 3D Z Corporation là tốc độ! Dòng ZPrinter in nhanh hơn từ 5 đến 10 lần so với các công nghệ tổng hợp từng lớp ba chiều khác cho phép và khả năng phát triển đồng thời số lượng không giới hạn các mô hình phù hợp với thể tích làm việc của buồng mang lại lợi thế không thể phủ nhận về tốc độ sản xuất mô hình và tăng đáng kể năng suất, cho phép dòng máy in ZPrinter đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dùng.
Tôi rất thường nghe từ những người dùng ZPrinter tiềm năng: máy in 3D Z Corporation cung cấp độ chính xác nào? Bản thân chúng tôi rất muốn tìm được câu trả lời cho câu hỏi này và chúng tôi đã làm một bài kiểm tra đơn giản: chúng tôi in một hình lập phương có cạnh 100 mm. Nói một cách dễ hiểu từ nguyên lý hoạt động của máy in 3D Z Corporation, lỗi chính sẽ được quan sát dọc theo trục Z, hay đơn giản hơn là theo chiều cao, do quá trình dán mô hình từ một khối bột bằng lớp ngụ ý làm khô chất kết dính (chất kết dính), do đó sẽ xuất hiện hiện tượng co ngót theo chiều dọc. Các phép đo của chúng tôi cho kết quả như sau: ở độ cao 100 mm, độ co ngót là 0,15 mm, khá tương đương với độ chính xác thu được trên máy ép phun. Về độ chính xác trong mặt phẳng X-Y, chúng ta có thể nói rằng nó được cung cấp bởi chính thợ máy của máy in 3D và không phụ thuộc nhiều vào độ co ngót của bột như về chiều cao.
ZPrinter 250 có hệ thống tái tạo màu mới độc đáo. Phạm vi màu có sẵn cho ZPrinter 450 và 650 cũng đã được thay đổi (hiện đang hiển thị số lượng màu thực) thành 180.000 màu duy nhất cho ZPrinter 450 và 390.000 màu duy nhất cho ZPrinter 650, tương ứng.
Chắc nhiều bạn sẽ hỏi: tại sao chỉ có 64 màu? Câu trả lời rất đơn giản: vì máy in 3D này là một mô hình cấp thấp và chủ yếu được thiết kế để tạo ra các mô hình khái niệm và trình bày, nên không gian màu hạn chế thậm chí còn là một lợi ích cho các mô hình như vậy.
Các đặc điểm chính của máy in 3D loại văn phòng của Z Corporation được trình bày trong bảng.
Bình thường 0 false false false RU X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4
Nét đặc trưng |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Độ phân giải, chấm / inch | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| Kích thước tối thiểu của phần tử tôpô, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Màu sắc (số màu duy nhất trên mỗi phần) | Màu sắc vật liệu | 64 màu (màu kết hợp cơ bản) | Màu sắc vật liệu | 180.000 màu (gam màu rộng) | 390.000 màu (số màu tối đa) |
| Tốc độ xây dựng vật thể theo phương thẳng đứng, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Thể tích buồng làm việc, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Dựa trên tài liệu từ Z Corporation và kinh nghiệm của chính chúng tôi
Dmitry Oshkin
E-mail: [email protected]
