Uchapishaji wa 3D ni mchakato wa utengenezaji unaounda kipengee cha sura tatu kutoka kwa faili ya dijitali. Mchakato huu unaitwa utengenezaji wa nyongeza, kumaanisha kuwa nyenzo huongezwa, sio kuondolewa.
Ukiwa na uchapishaji wa 3D, unaunda muundo wa dijitali wa 3D katika mpango wa uundaji, unaojulikana kama programu ya CAD, kisha utumie kichapishi cha 3D kutoa safu za nyenzo kuunda kitu kilichokamilika. Biashara, watafiti, wataalamu wa matibabu, wapenda hobby na zaidi hutumia uchapishaji wa 3D kwa anuwai ya programu.
Hapa ni muhtasari wa jinsi uchapishaji wa 3D ulivyotokea, jinsi unavyofanya kazi, unatumika kwa matumizi gani, na mustakabali wa teknolojia hii.
Uchapishaji wa 3D unaweza kuwa sehemu ya filamu yako uipendayo. Viigizo katika filamu kama vile Black Panther, Iron Man, The Avengers, na Star Wars hutumia uchapishaji wa 3D, kuruhusu wabunifu wa seti kuunda na kuunda upya vifaa kwa urahisi na kwa gharama nafuu.
Historia (na Baadaye) ya Uchapishaji wa 3D
Mapema miaka ya 1980, teknolojia ya uchapishaji ya 3D ilionekana, lakini ilijulikana kama teknolojia ya uchapaji wa haraka au RP. Mnamo 1980, Dkt. Kodama wa Japani aliwasilisha ombi la hataza la teknolojia ya RP, lakini mchakato huo haukukamilika.
Mnamo 1984, Charles "Chuck" Hull alivumbua mchakato aliouita sterolithography, ambao ulitumia mwanga wa UV ili kuimarisha nyenzo na kuunda safu ya kitu cha 3D kwa safu. Mnamo 1986, Hull ilitolewa hati miliki ya kifaa chake cha stereolithography, au mashine ya SLA.
Chuck Hull aliendelea na kuunda 3D Systems Corporation, mojawapo ya makampuni makubwa zaidi ya teknolojia ya 3D duniani.
Michakato na teknolojia zingine za uchapishaji za 3D zilikuwa zikitengenezwa wakati huo huo, na uboreshaji zaidi uliendelea katika miaka ya 1990 na mwanzoni mwa miaka ya 2000. Bado, lengo kuu la teknolojia ya uchapishaji ya 3D lilikuwa uchapaji na utumizi wa kiviwanda.
Teknolojia ya uchapishaji ya 3D ilianza kutambuliwa na vyombo vya habari vya kawaida mwaka wa 2000 wakati figo ya kwanza iliyochapishwa kwa 3D ilipoundwa, ingawa upandikizaji wa figo ya 3D haukufanyika hadi 2013. Mnamo 2004, Mradi wa RepRap ulikuwa kichapishi cha 3D chapisha kichapishi kingine cha 3D. Umakini zaidi wa vyombo vya habari ulitolewa mwaka wa 2008 kwa kiungo bandia cha kwanza cha 3D kilichochapishwa.
Maendeleo mengine ya 3D yalifuatwa kwa haraka, ikijumuisha nyumba iliyochapishwa ya 3D ambayo familia ilihamia mwaka wa 2018.
Leo, uchapishaji wa 3D hauhusu tu mifano na utengenezaji wa viwandani. Wanahobbyists, wanasayansi, na kila mtu aliye katikati hutumia uchapishaji wa 3D kwa utengenezaji wa bidhaa, bidhaa za watumiaji, maendeleo ya matibabu, nyenzo za elimu, na zaidi. Inakuwa haraka kuwa muhimu zaidi kwa mtumiaji wa kila siku.
Oscar Adelman, Mkurugenzi Mtendaji wa Remi, anasema kuwa mchakato huo unakuwa maarufu zaidi katika sekta ya meno, kwa mfano. Usahihi wa uchapishaji wa 3D ni wa kuvutia sana na unaweza kusaidia wateja wa meno kuokoa hadi asilimia 80 kwenye bidhaa ikilinganishwa na bei ya kawaida ya ofisi ya meno.
"Teknolojia ya uchapishaji inavyozidi kuwa ya haraka, nafuu, na kuenea zaidi tutaona sekta kama vile sekta ya meno zinategemea zaidi teknolojia kwa taratibu za kila siku," asema.
Uchapishaji wa 4D uko njiani, vile vile, ukiwa na vipengee vilivyochapishwa vinavyoweza kubadilisha umbo kwa wakati.
Jinsi Vichapishaji vya 3D Hufanya Kazi
Kuna aina kadhaa za teknolojia ya uchapishaji ya 3D, ikiwa ni pamoja na Fused Deposition Modeling (FDM), inayojulikana pia kama Fused Filament Fabrication (FFF). FDM ndiyo njia inayojulikana zaidi na inatumika katika vichapishi vya 3D vya bei nafuu.
Mbinu ya uchapishaji ya FDM hutumia nyuzi za plastiki, kama uzi. Filament inalishwa kutoka kwenye roll kwenye kichwa cha joto, ambacho kinayeyuka plastiki. Kichwa kinatoa plastiki iliyoyeyuka kwenye kitanda cha mashine. Kichwa kinasogea juu ya kitanda, katika 2D, kikiweka safu ya kwanza ya nyenzo.
Baada ya safu ya kwanza kukamilika, kichwa husogezwa juu na unene wa safu ya kwanza, na huweka safu inayofuata juu. Sehemu imeundwa safu-kwa-safu, kama kuoka kipande cha mkate kipande kwa kipande.
Printa Maarufu za FDM 3D ni pamoja na MakerBot na Ultimaker.
Mfano wa Jinsi ya Kutumia Printa ya 3D
Hapa angalia jinsi uchapishaji rahisi wa 3D unavyoweza kufanya kazi kwenye kichapishi cha FDM.
-
Pakua muundo wa 3D unaotaka kuchapisha, au ubuni mwenyewe.
Tafuta miundo inayoweza kupakuliwa kwenye Thingiverse au GrabCAD. Ili kuunda mfano mwenyewe, jaribu SketchUp au Blender. Kwa sehemu za uhandisi, jaribu programu ya CAD kama vile SolidWorks.
- Ikiwa haiko tayari, badilisha muundo huo kuwa umbizo la uchapishaji la 3D, kama vile faili ya STL.
-
Ingiza muundo kwenye programu ya kukata, kama vile MakerWare, Cura, au Simplify 3D.
MakerWare inafanya kazi na MakerBot 3D Printers. Cura na Simplify 3D huzalisha G-code, ambayo hufanya kazi na vichapishi vingi vya 3D.
-
Weka mipangilio ya muundo katika programu ya kukata. Amua jinsi ya kuelekeza muundo kwenye kichapishi cha 3D. Kwa FDM, punguza miale ya juu zaidi ya digrii 45 kwa sababu hizi zinahitaji miundo ya usaidizi.
Unapoamua mwelekeo, zingatia jinsi muundo utakavyopakiwa ili safu zisitengane kwa urahisi.
Image Ili kuokoa muda na nyenzo, miundo kwa ujumla si thabiti. Bainisha asilimia ya kujaza (kwa kawaida asilimia 10 hadi 35), idadi ya safu za mzunguko (kawaida 1 au 2), na idadi ya tabaka za chini na za juu (kawaida 2 hadi 4). Kuna mambo mengine ya kuzingatia unapotayarisha muundo wa uchapishaji wa 3D.
- Hamisha programu, ambayo kwa kawaida ni faili ya msimbo wa G. Programu ya kukata hubadilisha modeli na usanidi wa muundo uliobainisha kuwa seti ya maagizo. Printa ya 3D inafuata hii ili kuunda sehemu.
- Hamishia programu kwenye kichapishi cha 3D ukitumia kadi ya SD, USB au Wi-Fi.
-
Chapisha muundo kwenye kichapishi cha 3D.
Image - Printa ya 3D inapomaliza kuunda muundo, iondoe na ikiwezekana pia isafishe. Vunja miundo yoyote ya usaidizi na uondoe uvimbe wowote uliosalia kwa sandpaper laini.
Aina Nyingine za Mashine za Uchapishaji za 3D
Kando na vichapishi vya FDM, mbinu za uchapishaji za 3D pia ni pamoja na sterolithography (SLA), Uchakataji wa Mwanga wa Dijiti (DLP), Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM), Laminated Object Manufacturing (LOM), na Digital Kuyeyuka kwa Beam (EBM).
SLA ndiyo teknolojia ya zamani zaidi ya uchapishaji ya 3D na bado inatumika hadi leo. DLP hutumia mwangaza na polima, huku SLS hutumia leza kama chanzo cha nishati kuunda vitu vikali vilivyochapishwa vya 3D. SLM, LOM, na EBM kwa kiasi kikubwa zimeacha kupendwa.
Mustakabali wa Uchapishaji wa 3D
Je, uchapishaji wa 3D utaleta mustakabali wa bidhaa zinazohitajika, zilizobinafsishwa zinazotengenezwa papo hapo kulingana na vipimo vyetu hasa? Ingawa hii bado haijulikani, teknolojia ya uchapishaji ya 3D inakua kwa kasi na inatumika katika maeneo mengi.
3D uchapishaji wa nyumba, viungo vya mwili kama vile figo na miguu na mikono, na maendeleo mengine yana uwezo wa kuboresha maisha ya watu wasiohesabika duniani kote.
