Ang 3D printing ay isang proseso ng pagmamanupaktura na lumilikha ng three-dimensional, pisikal na bagay mula sa isang digital file. Ang prosesong ito ay tinatawag na additive manufacturing, ibig sabihin, ang materyal ay idinaragdag, hindi inaalis.
Sa 3D printing, gagawa ka ng 3D digital na disenyo sa isang modeling program, na kilala bilang CAD software, at pagkatapos ay gumamit ng 3D printer upang makagawa ng mga layer ng materyal para mabuo ang tapos na bagay. Gumagamit ang mga negosyo, mananaliksik, medikal na propesyonal, hobbyist, at higit pa sa 3D printing para sa isang hanay ng mga application.
Narito ang isang pagtingin sa kung paano naging 3D printing, kung paano ito gumagana, para saan ito ginagamit, at kung ano ang hinaharap para sa teknolohiyang ito.
Maaaring bahagi ng iyong paboritong pelikula ang 3D printing. Ang mga props sa mga pelikula gaya ng Black Panther, Iron Man, The Avengers, at Star Wars ay gumagamit ng 3D printing, na nagbibigay-daan sa mga set designer na gumawa at muling gumawa ng mga props nang madali at mura.
Ang Kasaysayan (at Hinaharap) ng 3D Printing
Noong unang bahagi ng 1980s, lumitaw ang 3D printing technology, ngunit kilala ito bilang rapid prototyping technology o RP. Noong 1980, naghain si Dr. Kodama ng Japan ng patent application para sa RP technology, ngunit hindi nakumpleto ang proseso.
Noong 1984, si Charles "Chuck" Hull ay nag-imbento ng prosesong tinawag niyang stereolithography, na gumamit ng UV light upang patigasin ang materyal at lumikha ng 3D object layer sa pamamagitan ng layer. Noong 1986, si Hull ay binigyan ng patent para sa kanyang stereolithography apparatus, o SLA machine.
Nagpatuloy si Chuck Hull upang bumuo ng 3D Systems Corporation, isa sa pinakamalaking kumpanya ng 3D tech sa mundo.
Iba pang mga proseso at teknolohiya sa pag-print ng 3D ay binuo sa parehong panahon, at nagpatuloy ang karagdagang mga pagpapahusay sa buong 1990s at unang bahagi ng 2000s. Gayunpaman, ang pangunahing pokus ng teknolohiya sa pag-print ng 3D ay ang prototyping at mga pang-industriyang application.
Ang 3D printing technology ay nagsimulang mapansin ng mainstream media noong 2000 nang ang unang 3D-printed na kidney ay ginawa, kahit na ang matagumpay na transplant ng isang 3D kidney ay hindi nangyari hanggang 2013. Noong 2004, ang RepRap Project ay nagkaroon ng ang isang 3D printer ay nag-print ng isa pang 3D na printer. Higit pang atensyon ng media ang nakuha noong 2008 gamit ang unang 3D printed prosthetic limb.
Mabilis na sumunod ang iba pang 3D advances, kabilang ang isang 3D printed house na nilipatan ng pamilya noong 2018.
Ngayon, ang 3D printing ay hindi lamang tungkol sa mga prototype at industriyal na pagmamanupaktura. Ang mga hobbyist, scientist, at lahat ng nasa pagitan ay gumagamit ng 3D printing para sa pagmamanupaktura ng produkto, consumer goods, medical advances, educational materials, at higit pa. Mabilis itong nagiging mas kapaki-pakinabang para sa pang-araw-araw na mamimili.
Oscar Adelman, CEO ng Remi, ay nagsabi na ang proseso ay nagiging mas sikat sa industriya ng ngipin, halimbawa. Ang katumpakan ng 3D printing ay hindi kapani-paniwalang kahanga-hanga at makakatulong sa mga customer ng dental na makatipid ng hanggang 80 porsyento sa mga produkto kumpara sa tradisyonal na pagpepresyo ng opisina ng ngipin.
"Habang nagiging mas mabilis, mas mura, at mas karaniwan ang teknolohiya sa pag-print, makikita natin ang mga industriya tulad ng sektor ng ngipin na higit na umaasa sa teknolohiya para sa pang-araw-araw na pamamaraan," sabi niya.
4D printing ay paparating na, pati na rin, na may mga naka-print na bagay na maaaring magbago ng hugis sa paglipas ng panahon.
Paano Gumagana ang Mga 3D Printer
May ilang uri ng 3D printing technologies, kabilang ang Fused Deposition Modeling (FDM), na kilala rin bilang Fused Filament Fabrication (FFF). Ang FDM ay ang pinakakaraniwan at tanyag na paraan at ginagamit ito sa pinaka-abot-kayang 3D printer.
Ang paraan ng pagpi-print ng FDM ay gumagamit ng filament ng plastic na materyal, medyo parang string. Ang filament ay pinakain mula sa isang roll sa isang pinainit na ulo, na natutunaw ang plastik. Inilalabas ng ulo ang tinunaw na plastik sa kama ng makina. Gumagalaw ang ulo sa ibabaw ng kama, sa 2D, na nagdedeposito ng unang layer ng materyal.
Kapag kumpleto na ang unang layer, itataas ang ulo ayon sa kapal ng unang layer, at idineposito nito ang susunod na layer sa itaas. Ang bahagi ay binubuo ng patong-patong, tulad ng pagbe-bake ng isang tinapay na hiwa-hiwain.
Kabilang sa mga sikat na FDM 3D printer ang MakerBot at Ultimaker.
Halimbawa ng Paano Gumamit ng 3D Printer
Narito ang isang pagtingin sa kung paano maaaring gumana ang simpleng 3D printing sa isang FDM printer.
-
Mag-download ng modelong 3D na gusto mong i-print, o magdisenyo ng isa.
Maghanap ng mga nada-download na modelo sa Thingiverse o GrabCAD. Upang magdisenyo ng isang modelo sa iyong sarili, subukan ang SketchUp o Blender. Para sa mga bahagi ng engineering, subukan ang CAD software gaya ng SolidWorks.
- Kung hindi pa, i-convert ang modelo sa isang 3D printing format, gaya ng STL file.
-
I-import ang modelo sa slicing software, gaya ng MakerWare, Cura, o Simplify 3D.
Gumagana ang MakerWare sa MakerBot 3D Printers. Ang Cura at Simplify 3D ay gumagawa ng G-code, na gumagana sa karamihan ng mga 3D printer.
-
I-configure ang build sa slicing software. Magpasya kung paano i-orient ang modelo sa 3D printer. Para sa FDM, bawasan ang mga overhang na mas matarik sa 45 degrees dahil nangangailangan ito ng mga istrukturang pangsuporta.
Kapag nagpasya sa oryentasyon, isaalang-alang kung paano ilo-load ang modelo para hindi madaling maghiwalay ang mga layer.
Image Para makatipid ng oras at materyales, karaniwang hindi solid ang mga modelo. Tukuyin ang porsyento ng infill (karaniwang 10 hanggang 35 porsyento), ang bilang ng mga layer ng perimeter (karaniwang 1 o 2), at ang bilang ng mga layer sa ibaba at itaas (karaniwang 2 hanggang 4). May iba pang bagay na dapat isaalang-alang kapag naghahanda ng modelo para sa 3D printing.
- I-export ang program, na karaniwang isang G-code file. Kino-convert ng slicing software ang modelo at ang build configuration na iyong tinukoy sa isang set ng mga tagubilin. Sinusundan ito ng 3D printer para buuin ang bahagi.
- Ilipat ang program sa 3D printer gamit ang SD card, USB, o Wi-Fi.
-
I-print ang modelo sa 3D printer.
Image - Kapag natapos ng 3D printer ang pagbuo ng modelo, alisin ito at posibleng linisin din ito. Tanggalin ang anumang mga istrukturang pangsuporta at kuskusin ang anumang natitirang bukol gamit ang pinong papel de liha.
Iba pang Uri ng 3D Printing Machine
Bukod sa mga FDM printer, kasama rin sa mga paraan ng 3D printing ang stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP), Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), Laminated Object Manufacturing (LOM), at Digital Beam Melting (EBM).
Ang SLA ay ang pinakalumang 3D printing technology at ginagamit pa rin hanggang ngayon. Gumagamit ang DLP ng pag-iilaw at pati na rin ng mga polymer, habang ang SLS ay gumagamit ng laser bilang power supply para gumawa ng malalakas na 3D printed na bagay. Ang SLM, LOM, at EBM ay halos hindi na pabor.
Ang Kinabukasan ng 3D Printing
Ang 3D printing ba ay hahantong sa hinaharap ng on-demand, customized na mga produkto na agad na ginawa ayon sa aming eksaktong mga detalye? Bagama't ito ay nananatiling hindi malinaw, ang 3D printing technology ay mabilis na lumalaki at ginagamit sa maraming lugar.
3D printing ng mga bahay, organo ng katawan gaya ng mga bato at paa, at iba pang mga pag-unlad ay may potensyal na mapabuti ang buhay ng mga hindi masasabing tao sa buong mundo.
