Наверняка многие из вас слышали о трёхмерной печати, и при этом большинство полагает, что это что-то из области высоких технологий, а потому очень сложное, дорогое и недоступное простым смертным. На самом деле всё гораздо проще, интереснее и доступнее. Каждый, кто пройдёт обучение на этом курсе, сможет собрать свой собственный бытовой 3D-принтер, открывая практически безграничные горизонты моделирования, прототипирования и создания эксклюзивных вещей. В курсе будет продемонстрирован весь технологический процесс печати трёхмерных объектов. Вы узнаете, что такое 3D-модели и как их создают в редакторах трёхмерной графики, наглядно увидите, какими способами формируют объёмные фигуры 3D-принтеры, узнаете, из каких функциональных элементов состоят 3D-принтеры, поймёте, как работает управляющая электроника. Будет показано устройство, а также способы сборки и настройки персонального 3D-принтера, печатающего ABS пластиком. Сертификат могут получить слушатели, набравшие больше 80% от максимально возможного количества баллов. При этом итоговый результат, представленный как 100 %, складывается из следующих составляющих: тесты к модулям 1, 2, 3, 4 и 7 дают 15 %, тесты к модулям 5 и 6 дают 20 %.
Видеолекция к теме 1.2.
Loading...
From the course by National Research Tomsk State University
3D-печать для всех и каждого
104 оценки
From the lesson
Технологии трёхмерной печати
Начнём наш экскурс в мир 3D-печати с самого общего: технологий, методов и материалов, которые применяются в этой области на текущий момент.
Meet the Instructors
Николай Георгиевич Булахов (Nikolay G. Bulakhov)Старший преподаватель (Senior Lecturer)
Кафедра квантовой электроники и фотоники радиофизического факультета (Department of Quantum Electronics and Photonics, Faculty of Radiophysics)
[БЕЗ ЗВУКА]
[МУЗЫКА] Здравствуйте!
Я очень рад приветствовать вас вновь.
Итак, мы с вами уже поговорили о том, где используется 3D печать,
и вы в общих чертах знаете, чем она может пригодиться вам дома и на работе.
В этот раз мы поговорим с вами о том,
каким именно образом можно формировать трехмерные объекты по их модели.
Все дело в том, что универсального способа в данной области пока не существует, и все
зависит, в первую очередь, от того нужен ли вам прочный объект, или он должен быть
раскрашен, а возможно вы хотите получить какие-либо биологические материалы.
Таким образом, учитывая разные требования,
выбирают различные способы формирования этих самых объектов.
О них мы сейчас с вами и поговорим.
Стереолитографический метод основан на послойном отверждении жидкого вещества,
обычно фотополимера,
путем засветки требуемых областей проекционным или лазерным оборудованием.
Объект при этом погружается в жидкость или извлекается из нее слой за слоем.
Это очень зрелищный и относительно быстрый способ 3D печати.
За одну итерацию формируется сразу целый слой печатаемого объекта.
В данном случае время получение конечного изделия будет в
первую очередь определяться скоростью полимеризации жидкого состава.
Кроме того, удобно что горизонтальные нависающие
элементы формируются единовременно, по всей поверхности.
Это делает возможной печать таких элементов без поддерживающих конструкций,
а результат смотрится очень аккуратно.
При селективном спекании порошкового материала в молоток засыпается порошковый
состав, который разравнивается и спекается на поверхности в нужных местах
путем воздействия, например, лазерного излучения.
Так производится спекание материала одного слоя.
Далее сверху насыпается следующий слой порошкового материала,
и процесс повторяется.
В конце полученный объект достается из лотка,
продувается и при необходимости покрывается защитным лаком.
В качестве порошка могут использоваться гипсовые смеси,
а перевод этого самого порошка в связное состояние производится путем смачивания
поверхности приспособлением, похожим по устройству на обычный струйный принтер.
Если смачивающий раствор будет окрашен,
то и получаемый объект приобретет соответствующий окрас.
Таким образом можно получить цветные фигуры сразу же в процессе трехмерной
печати, без дополнительной постобработки.
Есть вариант принтера,
который спекает песок при помощи сфокусированного солнечного пучка.
Электронно-лучевая плавка подразумевает плавление металлического порошка
электронным лучом в вакууме.
Эта технология позволяет получить очень прочные металлические объекты, которые
можно использовать в качестве не только макетов, но и частей рабочих агрегатов.
Такой метод применим при изготовлении объектов из особо чистых материалов,
так как отсутствует контакт расплавленного материала с другими телами и атмосферой.
Вместе с тем возможно использование электронных пучков высокой
мощности для высокотемпературного плавления.
Ламинирование листового материала заключается в вырезании
и склеивании между собой отдельных слоев объекта из листовых материалов.
Представьте, что вы имеете стопку бумаги, каждый лист имеет толщину,
вы можете вырезать из листов отдельные слои некоторого объекта,
а потом просто склеить их между собой.
Результат будет как если бы вы склеили целиком всю стопку бумаги,
а потом вырезали бы объект резцом из получившегося бруска.
Послойное наплавление материала выглядит как нанесение крема на торт из
кондитерского шприца,
только вместо крема чаще всего используется расплавленная пластмасса.
Хотя в качестве вещества может выступать и полимерный гель,
затвердевающий при выходе из сопла, а также шоколад и многие другие материалы.
В данном случае сопло перемещается над предметным столом одновременно с
выдавливанием материала.
По мере заполнения слоя экструдер поднимается выше и выше для печати
следующих слоев объекта.
В данном случае печатающих головок может быть несколько с различными материалами.
Таким образом можно получить сложные, состоящие из нескольких различных
частей объекты, однако это требует больших временных затрат.
На данный момент это один из самых распространенных методов
трехмерной печати.
Конкретные реализации принтеров могут быть очень огромны.
Именно этот метод используется для печати домов из специально доработанного
цементного состава.
Биопечать на данный момент – чаще всего ранние экспериментальные установки,
в которых печать 3D структуры будущего объекта,
то есть органа для пересадки, производится каплями, содержащими живые клетки.
Далее формирование объекта обеспечивается за счет деления,
роста и модификации клеток.
Помимо этого применяют различные методы позиционирования печатной головки.
Декартов метод использует три взаимно перпендикулярные направляющие,
вдоль каждой из которых двигает либо печатающая головка, либо предметный стол.
Можно передвигать печатающую головку и при помощи трех параллелограммов,
когда три радиально симметрично расположенных двигателя согласованно
смещают основание трех параллелограммов, прикрепленных к перемещаемому объекту.
Ручной метод используется в декоративном искусстве и для развлечения.
Печатающая головка выполнена в виде ручки или карандаша,
а пользователь сам подносит ее в то место пространства,
куда считает нужным добавить выделяемый из кончика быстро затвердевающий материал.
Чаще всего такой вариант исполнения называют 3D ручкой.
В настоящее время трехмерная печать активно развивается.
Появляются все более новые методы.
Попробуйте найти в Интернете другие конструкции принтеров и необычные методы
трехмерной печати.
Сравните их между собой и выделите преимущества и недостатки.
Ну а я прощаюсь с вами до следующей лекции, на которой мы поговорим
с вами о материалах, которые используются для получения трехмерных объектов.
Ознакомьтесь с нашим каталогом
Присоединяйтесь бесплатно и получайте персонализированные рекомендации, обновления и предложения.
Coursera делает лучшее в мире образование доступным каждому, предлагая онлайн-курсы от ведущих университетов и организаций.
© Coursera Inc., 2018 Все права защищены.
