In 3d là gì

Khái niệm in 3d

Khái niệm và ứng dụng in 3d

Tạo mẫu 3D

Những khái niệm chuyên sâu về in 3d và ứng dụng
làm mô hình
Những khái niệm chuyên sâu về in 3d và ứng dụng

  

  

  

I. In 3D là gì?

In 3D hoặc sản xuất phụ gia là một quá trình tạo ra các vật thể rắn ba chiều từ một tệp kỹ thuật số.
Việc tạo ra một đối tượng hoặc một vật thể in 3D đạt được bằng cách sử dụng các quy trình phụ gia. Trong một quá trình phụ gia, một vật thể được tạo ra bằng cách đặt các lớp vật liệu liên tiếp cho đến khi vật thể được tạo. Mỗi lớp này có thể được xem như là một mặt cắt ngang được cắt lát mỏng của vật thể cuối cùng.
In 3D trái ngược với sản xuất trừ, đó là cắt ra / làm rỗng một miếng kim loại hoặc nhựa, ví dụ như máy phay.
In 3D cho phép bạn tạo ra các hình dạng (chức năng) phức tạp bằng cách sử dụng ít vật liệu hơn các phương pháp sản xuất truyền thống.

 

 

II. In 3D hoạt động như thế nào?

Tất cả bắt đầu với việc tạo ra một mô hình 3D trong máy tính của bạn. Thiết kế kỹ thuật số này là một tệp CAD (Computer Aided Design). Mô hình 3D được tạo từ đầu với phần mềm mô hình 3D hoặc dựa trên dữ liệu được tạo bằng máy quét 3D. Với máy quét 3D, bạn có thể tạo một bản sao kỹ thuật số của một vật thể .

 

III. Máy quét 3D

Hiện tại, giá của máy quét 3D dao động từ máy quét 3D công nghiệp đắt tiền đến máy quét DIY $30 mà bất cứ ai cũng có thể làm tại nhà. Chúng tôi đã tạo ra một hướng dẫn hữu ích để quét công nghệ ngay tại đây, đánh giá chúng theo giá cả, tốc độ, độ chính xác và khả năng của phần mềm.

 

IV. Phần mềm mô hình 3D

Phần mềm mô hình 3D có nhiều dạng. Có phần mềm cấp công nghiệp có giá hàng nghìn mỗi năm cho mỗi giấy phép, nhưng cũng có phần mềm nguồn mở miễn phí, như Blender chẳng hạn. Bạn có thể tìm thấy một số hướng dẫn bằng video cho người mới bắt đầu trên trang hướng dẫn Blender.

Phần mềm mô hình 3D thường được tạo ra để phù hợp với các chức năng của ngành công nghiệp người dùng. Điều này đã dẫn đến sự gia tăng của phần mềm phù hợp với các hốc cụ thể. Kết quả là, có những ứng dụng phần mềm trên thị trường phục vụ cho hàng không vũ trụ hoặc vận tải, thiết kế đồ nội thất hoặc vải và thời trang trong số nhiều thứ khác.

 

V. Cắt lát: Từ Mô hình 3D đến Máy in 3D

Bạn sẽ phải cắt một mô hình 3D để có thể in 3D. Cắt lát là chia mô hình 3D thành hàng trăm hoặc hàng nghìn lớp ngang và được thực hiện với phần mềm cắt lát.

Đôi khi, nó có thể cắt một tệp 3D trong phần mềm mô hình 3D hoặc trong chính máy in 3D. Cũng có thể bạn buộc phải sử dụng một công cụ cắt lát nhất định cho một máy in 3D nhất định.

Khi mô hình 3D của bạn được cắt lát, bạn đã sẵn sàng đưa nó vào máy in 3D của mình. Điều này có thể được thực hiện thông qua USB, SD hoặc Wi-Fi. Nó thực sự phụ thuộc vào thương hiệu máy in 3D mà bạn làm việc với. Khi một tệp được tải lên trong máy in 3D, đối tượng đã sẵn sàng để được in 3D từng lớp.

 

VI. Máy in 3D có giá bao nhiêu?

Vậy điều gì quyết định giá của máy in 3D?

Đối với người mới bắt đầu: các bộ phận. Khi một nhà sản xuất sử dụng các bộ phận chất lượng cao (động cơ, khung, thiết bị điện tử), điều này sẽ ảnh hưởng đến giá của sản phẩm cuối cùng. Khi các bộ phận có chất lượng cao, nó không tự động có nghĩa là các bản in sẽ trở nên tuyệt vời - có quá nhiều yếu tố khác cũng đóng vai trò.
Khi một nhà sản xuất quyết định bán rẻ các bộ phận, nó có thể tiếp thị sản phẩm với giá tốt. Mặt khác, nó không tự động có nghĩa là một máy in 3d giá rẻ sẽ cho bạn kết quả in kém. Nhưng bạn có thể phải bỏ thêm thời gian và công sức để đạt được cấp độ tương tự.
Thứ hai là có Nghiên cứu & Phát triển. Có thể mất nhiều năm nền tảng và kỹ thuật trước khi sản phẩm cuối cùng là một máy in 3D ổn định, chất lượng cao. Nhân lực có thể trở nên tốn kém khi làm thêm giờ mà cần phải kiếm lại tiền.

Yếu tố tiếp theo ảnh hưởng đến giá của máy in 3D là: lắp ráp. Nói chung, nó rẻ hơn và hiệu quả hơn khi chỉ giao các bộ phận so với máy in 3D được lắp ráp hoàn chỉnh. Điều này có thể ở dạng một bộ DIY hoặc máy in 3D bán lắp ráp. Điều này không nhất thiết có nghĩa là tất cả các bộ dụng cụ DIY hoặc máy in 3d bán lắp ráp đều rẻ. Nguyên nhân là do một số bộ dụng cụ DIY chứa các bộ phận chất lượng cao như vậy mà mặc dù bạn phải tự lắp ráp nó, nó vẫn còn khá đắt. Ngoài ra, một số thương hiệu tiếp thị bộ dụng cụ tự làm rất tốn thời gian và công sức trong việc hướng dẫn giáo dục và tập trung vào dịch vụ khách hàng - điều này cũng không rẻ.
Và điều này đưa chúng ta đến điểm cuối cùng quyết định giá máy in 3D: dịch vụ khách hàng & bảo hành.

Có một cơ hội tốt mà bạn sẽ gặp phải vấn đề khi mua máy in 3D. Trong trường hợp bạn đã chọn một máy in 3D từ một thương hiệu đã thành lập, bạn sẽ phải trả nhiều tiền hơn nhưng bạn sẽ có sự yên tâm rằng luôn có hỗ trợ để hỗ trợ bạn. Ngoài ra, khi có thứ gì đó bị hỏng trong quá trình vận chuyển, bạn sẽ rất vui vì bạn đã chọn một sản phẩm có bảo hành.

VII. Công nghiệp in 3D

Ngành công nghiệp in 3D trên toàn thế giới dự kiến ​​sẽ tăng từ 3,07 tỷ đô la doanh thu năm 2013 lên 12,8 tỷ đô la vào năm 2018 và vượt 21 tỷ đô la doanh thu trên toàn thế giới vào năm 2020. Khi phát triển, công nghệ in 3D được định sẵn để biến đổi hầu hết mọi ngành công nghiệp chính và thay đổi cách chúng ta sống, làm việc và chơi trong tương lai. (Nguồn: Báo cáo của Wohlers 2015)
Ngành công nghiệp in 3D bao gồm nhiều hình thức công nghệ và vật liệu. Khi hầu hết mọi người nghĩ về in 3D, họ sẽ sử dụng máy in 3D để bàn đơn giản, nhưng đó chỉ là phần nổi của tảng băng chìm. In 3D có thể được chia thành kim loại, vải, sinh học và một loạt các ngành công nghiệp khác. Vì lý do này, nó rất quan trọng để xem nó như một cụm các ngành công nghiệp đa dạng với vô số ứng dụng khác nhau.
Trong nửa đầu năm 2017, nhà xuất bản 3D của Sculpteoiên đã báo cáo việc sử dụng nó trong các lĩnh vực công nghiệp như:


    Hàng tiêu dùng (17%)
    Hàng công nghiệp (17%)
    Công nghệ cao (13%)
    Dịch vụ (9%)
    Lĩnh vực chăm sóc sức khỏe (7%)

Trong quý 3 năm 2017, Materialize báo cáo doanh thu tăng cho các bộ phận phần mềm, y tế và sản xuất của họ. Tổng doanh thu lên tới mức tăng 6 triệu đô la so với năm trước. Đây là dấu hiệu cho thấy những ứng dụng ngày càng tăng trong ngành khi lĩnh vực này phát triển lớn hơn.

In 3D ngày càng trở nên đan xen với hoạt động hàng ngày của các doanh nghiệp. Về triển vọng, các CEO chắc chắn xem in 3D là một lợi ích. Hầu hết mong đợi một sự gia tăng 72% trong chi tiêu cho năm 2018 và 55% mong đợi một năm 2017. Ở giai đoạn này, hầu hết các công ty chủ yếu tập trung vào nghiên cứu và phát triển và tạo mẫu.
Máy in 3D FFF / FDM là máy in 3D được sử dụng nhiều nhất kể từ năm 2018 với SLS đứng thứ hai. Mặc dù, trong những năm qua, in kim loại đã được leo lên. Điều này được mong đợi vì có một lượng lớn R và D được đưa vào mặt kim loại của sản xuất phụ gia. Các công ty như Google và General Electric đã đầu tư vào các công nghệ khác nhau trong năm nay, có thể đã nhìn thấy tiềm năng của in kim loại trong tương lai.

VIII. Ví dụ & Ứng dụng của In 3D

Các ứng dụng bao gồm tạo mẫu nhanh, mô hình quy mô kiến ​​trúc & maquette, chân giả in 3D và đạo cụ phim.

Các ví dụ khác về in 3D sẽ bao gồm tái tạo hóa thạch trong cổ sinh vật học, tái tạo các cổ vật trong khảo cổ học, tái tạo xương và các bộ phận cơ thể trong bệnh lý pháp y và tái tạo các bằng chứng bị hư hại nặng nề thu được từ các cuộc điều tra hiện trường vụ án.

IX. Tạo mẫu nhanh
Các nhà sản xuất từ ​​lâu đã sử dụng máy in 3D trong quá trình thiết kế của họ để tạo ra các nguyên mẫu. Sử dụng máy in 3D cho các mục đích này được gọi là tạo mẫu nhanh.
Tại sao nên sử dụng Máy in 3D để tạo mẫu nhanh?
Nói tóm lại: nó rất nhanh và tương đối rẻ. Nike sử dụng máy in 3D để tạo ra các nguyên mẫu của cleats chạy. Họ đã từng chi hàng ngàn đô la (và chờ vài tuần) cho một nguyên mẫu trước khi họ có thể cầm nó trong tay. Bây giờ, chi phí chỉ là một phần nhỏ so với trước đây và các thay đổi đối với tệp 3D có thể được thực hiện ngay lập tức và nguyên mẫu được in lại trong cùng một ngày.

X. Sản xuất nhanh chóng
Bên cạnh việc tạo mẫu nhanh, in 3D cũng được sử dụng để sản xuất nhanh chóng. Sản xuất nhanh là một phương pháp sản xuất mới, trong đó các công ty đang sử dụng máy in 3D để sản xuất tùy chỉnh hàng loạt ngắn / nhỏ. Trong cách sản xuất này, các đối tượng in không phải là nguyên mẫu mà là các công cụ, khuôn mẫu hoặc các sản phẩm sử dụng cuối cùng.

 

XI. Ô tô
Các nhà sản xuất xe hơi, phục chế và sửa chữa đã sử dụng in 3D trong một thời gian dài. Các chuyên gia trong ngành ô tô chỉ kỳ vọng việc sử dụng các công nghệ sản xuất phụ gia sẽ phát triển trong những năm tới. Các công ty đang sử dụng nó để sản xuất không chỉ các bộ phận, mà cả các công cụ, đồ gá lắp và đồ đạc. Nó cũng đã cho phép sản xuất theo yêu cầu, dẫn đến mức tồn kho thấp hơn cho các phụ tùng.
Nhà sản xuất ô tô Koenigseg sử dụng các bộ phận bằng sợi carbon trong chiếc xe One: 1 của họ. Nhờ có Máy in 3D Dimension SST 1200es, công ty đã tiết kiệm 40% chi phí và các bộ phận được phát triển nhanh hơn 20% so với các phương pháp truyền thống. Tương tự, Audi đang sử dụng in kim loại 3D để sản xuất phụ tùng. Họ đang ở giữa về cơ bản phá vỡ chuỗi cung ứng của riêng họ bằng cách in phụ tùng theo yêu cầu với một máy in kim loại.
Mặc dù các nhà sản xuất quy mô lớn là những người sử dụng in 3D, nhưng những người đam mê ô tô khác cũng đang tạo được dấu ấn. Các kỹ sư xe máy trên toàn thế giới đang sử dụng các bộ phận in để khôi phục xe cũ. Một ví dụ như vậy là khi các kỹ sư Úc in ra các bộ phận để mang lại một chiếc Type-C thú vị. Để làm như vậy, họ đã phải in các bộ phận không còn sản xuất trong nhiều thập kỷ và họ đã thành công.

XII. Hàng không
Ngành hàng không hiện đang sử dụng in 3D dưới nhiều hình thức khác nhau. Boeing đã khám phá tiềm năng của các bộ phận in và máy bay trong một thời gian dài. Trở lại năm 2015, người ta ước tính rằng Boeing có hơn 20.000 bộ phận in 3D được triển khai trong máy bay của họ. Boeing cũng đang sử dụng in kim loại. 787 sử dụng hàng tấn các bộ phận titan được in, tiết kiệm cho công ty 2 - 3 triệu mỗi máy bay.
Tương tự, về phía nhà cung cấp máy in 3D, có những công ty đang tạo ra một phân khúc thích hợp trong việc chế tạo máy móc dành riêng cho sản xuất máy bay. Một trong những máy như vậy là Stratasys, H2000, sử dụng cơ chế xây dựng vô hạn.

 

XIII. Hàng không vũ trụ

Nếu bạn muốn xem in 3D được áp dụng theo những cách hoang dã nhất có thể tưởng tượng, không có gì khác hơn là ngành công nghiệp hàng không vũ trụ. Từ vật liệu đến máy in ý tưởng, họ đang thực hiện một số nghiên cứu tiên tiến, thú vị nhất trong toàn bộ lĩnh vực, tất cả đều nhằm mục đích làm cho việc khám phá giữa các vì sao trở nên dễ dàng hơn.

Du hành không gian đòi hỏi một ngoại thất siêu bền. Nhiều tổ chức, chẳng hạn như NASA, đã và đang hoàn thiện việc che chắn cho các tàu con thoi bằng máy in 3D.

Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các cách để làm cho vật liệu dễ tiếp cận hơn. Đại học Tây Bắc đã trình bày một khái niệm cho một phương tiện biến đất ngoài trái đất thành các phần có thể in được. Các phương pháp in mà họ phát triển cho phép các máy in tạo ra hàng hóa từ các vật liệu phong phú.

Tương tự, các nhà nghiên cứu tại Đại học Ottawa đã đưa ý tưởng này tiến thêm một bước bằng cách đề xuất các máy in tự sao chép xử lý đất mặt trăng. Những máy in này, mặc dù vẫn là một khái niệm, có thể dẫn đến giảm theo cấp số nhân số lượng vật liệu và thiết bị xây dựng cần thiết cho một nhiệm vụ mặt trăng. Trên thực tế, họ chỉ có thể để máy in ở đó để chế tạo thêm máy móc.

 

XIV. Xây dựng

Bạn có thể in các tòa nhà? - bạn chắc chắn có thể. Không có nhiều người trong số họ, nhưng các công ty như Apis Cor đang tạo ra kết quả hấp dẫn. Công ty tuyên bố nó có thể in một ngôi nhà trong vòng 24 giờ. Hiện tại, nó cho vay máy móc của mình cho các công ty khác nhau.

Tương tự, các quốc gia như Trung Quốc đang thử nghiệm in 3D trong xây dựng. Một dự án của WinSun có trụ sở tại Thượng Hải sử dụng vật liệu có thể tái chế để in nhà với giá 4.800 đô la mỗi căn. Trong trường hợp này, tất cả các bộ phận được in riêng trước và sau khi lắp ráp.

Vì các dự án xây dựng lớn hơn đòi hỏi phải có diện tích xây dựng lớn, các công ty đã phải suy nghĩ vượt ra ngoài. Robotics tại chỗ, ví dụ, đã làm việc với khái niệm tăng khối lượng xây dựng bằng cách gắn máy in trên dây cáp và giám sát quá trình với máy bay không người lái. Những khái niệm này đang phát triển nhanh chóng theo thời gian, nhưng chúng còn một chặng đường dài để đi.

 

XV. Phác thảo đường viền

Tiên phong của nghề thủ công đường viền, Tiến sĩ Behrokh Khoshnevis của USC, đã phát triển một phương pháp tận dụng sức mạnh của sản xuất phụ gia để xây dựng nhà. Chế tạo đường viền về cơ bản sử dụng một thiết bị robot để tự động hóa việc xây dựng các công trình lớn như nhà cửa. Thiết bị này in các bức tường từng lớp bằng cách đùn bê tông. Các bức tường được làm mịn khi chúng được xây dựng, nhờ một máy bay robot.

 

 

XVI. Kiến trúc

Kiến trúc sư là một trong những người đầu tiên áp dụng công nghệ in 3D. Khi các kiến ​​trúc sư cần trình bày công việc của họ như một mô hình quy mô vật lý, in 3D sẽ luôn là một cách nhanh chóng và hiệu quả để thực hiện nó. Máy in 3D giúp cắt giảm nhân lực và thời gian khi trực quan hóa thiết kế cho khách hàng.

 

XVII. Sản phẩm tiêu dùng

Mặc dù tạo mẫu vẫn là ứng dụng số một của máy in, có nhiều trường hợp các công ty sản xuất sản phẩm người dùng bằng máy in 3D.

 

XVIII. Đồ nội thất

Các công ty như Steelcase đang xem xét in ấn đồ nội thất và đầu tư nhiều tiền vào các kỹ thuật mới để làm điều đó. Cùng với MIT, họ đã cho thấy một cách tuyệt vời mới và nhanh chóng để nhựa UV chữa thành hình dạng mong muốn. Họ hy vọng sẽ tận dụng điều này thành một kỹ thuật sản xuất đồ nội thất.

Những máy in này cũng cho phép các vật liệu được tái sử dụng. Nhà thiết kế người Hà Lan Dirk van der Kooij, những chiếc ghế in 3D được in trong vòng vài giờ. Ông sử dụng nhựa tái chế từ tủ lạnh cũ để tạo ra chiếc ghế vô tận của mình, một món đồ nội thất bền và phong cách.

Để đọc thêm, hãy kiểm tra danh sách này với máy in 3D quy mô lớn đủ lớn để in đồ nội thất.

 

XIX. Thắp sáng

Có khá nhiều thiết bị chiếu sáng thiết kế và bóng đèn sử dụng in 3D ngoài kia. Cho đến bây giờ, không có sản xuất hàng loạt. Công ty Hà Lan V3RS xông lên mặt dây đèn U-TL bao quanh một ống huỳnh quang, cung cấp một hình dạng độc đáo cho các giải pháp chiếu sáng. Họ có thể có hình dạng của hoa hoặc hình dạng khác làm tăng thêm hương vị cho thiết kế của bất kỳ phòng nào.

Sản xuất phụ gia cũng đã cho phép phát triển quang học cho bóng đèn và đèn LED. Công việc của Luxexcel trong việc in quang học đã được sử dụng cho các loại đèn và mảng LED khác nhau. Nó làm thay đổi cách chúng ta chiếu và tạo ra ánh sáng.

 

XX. Phụ kiện / trang sức

Máy in 3D rất tốt để tạo ra đồ trang sức và các tiện ích nhỏ cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta. In trang sức có lẽ là ví dụ tốt nhất về điều này. Đây là một phân khúc khác trong in 3D. Các máy in như Solidscape S300 là lý tưởng để tạo ra các khuôn sáp mà người ta sử dụng để sản xuất đồ trang sức. Solidscape thực sự có cả một dòng các loại máy này, cho thấy thị trường đang ở đó.

 

XXI. Y khoa

Triển vọng sử dụng y tế của in 3D đang phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh chóng khi các chuyên gia bắt đầu sử dụng in 3D theo những cách tiên tiến hơn. Bệnh nhân trên khắp thế giới đang được cải thiện chất lượng chăm sóc thông qua cấy ghép in 3D và phục hình chưa từng thấy trước đây. Ngay cả bút 3D cũng giúp đỡ trong phẫu thuật chỉnh hình.

 

XXII. In sinh học

Kể từ hai ngàn công nghệ in 3D đầu tiên đã được các công ty công nghệ sinh học và giới hàn lâm nghiên cứu để sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật mô nơi các bộ phận và bộ phận cơ thể được chế tạo bằng kỹ thuật in phun. Các lớp tế bào sống được lắng đọng trên một môi trường gel và được xây dựng từ từ để tạo thành các cấu trúc ba chiều. Chúng tôi đề cập đến lĩnh vực nghiên cứu này với thuật ngữ: in sinh học.

 

XXIII. Nha khoa

Ngành nha khoa đang đón nhận hàng hóa in 3D với tốc độ chóng mặt. AM đã cho phép các nha sĩ thực hiện nẹp cắn, bảo vệ ban đêm, người giữ răng, răng giả và mão răng. Trên thực tế, có một thị trường toàn bộ cho các máy in nha khoa như EnvisionTEC Vida. Những máy in này cho phép các chuyên gia nha khoa chế tạo các thiết bị theo hình dạng chính xác mà khách hàng cần chúng với một phần chi phí thông thường.

 

XXIV. Món ăn

Sản xuất phụ gia đã xâm chiếm ngành công nghiệp thực phẩm từ lâu. Các nhà hàng như Food Ink và Melisse sử dụng điều này như một điểm bán hàng độc đáo để thu hút khách hàng từ khắp nơi trên thế giới.

In 3D đang cho phép các loại thực phẩm kỳ lạ xuất hiện. Thay đổi hình dạng hoặc trong suốt pasta có thể có sẵn tại một cửa hàng gần bạn bất cứ lúc nào sớm. Ngay cả NASA cũng tham gia vào hành động với bánh pizza được in trong không gian.

 

XXV. Thời trang

In 3D đã được đưa vào ngoại vi của thế giới thời trang. Các nhà thiết kế khao khát từ lâu đã cố gắng tận dụng tiềm năng của nó.

Các nhà thiết kế đang chế tạo các công cụ có thể làm rung chuyển hệ thống sản xuất và bán lẻ. Danit Peleg là một nhà thiết kế thời trang có con mắt sắc sảo cho tương lai. Mặc dù triển khai in 3D thành thời trang không có gì mới, nhưng mô hình tiêu dùng mà cô đang sử dụng trên trang web của mình vô cùng thông minh. Trên trang web, người dùng có thể thiết kế áo khoác của riêng mình và được in, trang bị và giao hàng chỉ trong vài cú nhấp chuột.

Nhìn xung quanh, người ta có thể thấy sự phát triển của thời trang in 3D. Được coi là người tiên phong của haute couture in 3D, Iris van Herpen, in váy phối hợp với i.M vật liệu.

Adidas Futurecraft 4D có đế in 3D. Adidas đã sắp xếp với Carbon để sử dụng quy trình in 3D DLS của họ. Các công ty lớn quan tâm đến những khả năng này là dấu hiệu cho thấy một làn sóng tăng trưởng không thể tránh khỏi.

 

  

 

 

  

Chia sẻ:
Bài viết khác:
Icon Facebook
Go Top