Stan rzeczy oraz o czym jest ten artykuł
O tytułowych urządzeniach ostatnimi czasy coraz więcej się mówi, jednakże moim zdaniem stosunkowo niewiele ludzi ma z nimi do czynienia, a jeśli już ma to większość z nich twierdzi, że drukarki 3D nie przydają się do niczego poza tworzeniem mało przydatnych i tanich w zakupie rzeczy, które można dostać m.in. w każdym sklepie budowlanym.
Osobiście uważam, że te maszyny są świetnym rozwiązaniem do taniego i szybkiego prototypowania, w poniższym artykule przedstawię krótką historię, podział, zastosowania oraz na koniec moje osobiste przygody z wydrukiem 3D. Artykuł składa się z 3 części, które będą się pojawiać dzień po dniu. Nie zwlekając dłużej, zaczynamy!
Historia
Początki druku 3D sięgają roku 1971 kiedy to 5 lipca Pierre A. L. Ciraud opublikował teoretyczną pracę na temat produkcji wyrobów o dowolnym kształcie poprzez łączenie sproszkowanego materiału przy pomocy źródła energii. Pierwsze wnioski patentowe na urządzenia tworzące modele z piasku został złożony przez Ross’a F. Housholder’a 3 grudnia 1979. Pan Ross prawdopodobnie nigdy nie zbudował swoich projektów z braku funduszy.
Za człowieka, który wymyślił druk 3D powszechnie uważa się Charles’a Hull’a, który złożył wniosek patentowy na swoją drukarkę 8 sierpnia 1984r. Ten sam człowiek założył też pierwszą firmę, która produkowała takie urządzenia – 3D Systems.
Nazwę „druk 3D” wymyślili naukowcy MIT w roku 1993.
Prawdziwy rozkwit komercyjnej branży 3D zaczął się w latach 90tych. Już wtedy na rynku funkcjonowało szereg firm oferujących swoje produkty w tej dziedzinie.
Były to m.in.:
- DTM
- 3D Systems
- Stratasys
- Solidscape
- DuPont
- Loctite
- D-MET(udziałowiec: Sony)
- NTT Data CMET (udziałowiec: Mitsubishi)
- i wiele więcej.
W 2005 roku światło dzienne ujrzał projekt RepRap – projekt samoreplikującej się drukarki 3D, stworzony przez dr Adriana Bowyera z Uniwersytetu w Bath w Wielkiej Brytanii. Wszystkie swoje prace publikował na licencji GPL dzięki czemu są ciągle rozwijane i dały początek wchodzenia drukarek 3D pod strzechy.
Pierwsze amatorskie drukarki 3D pojawiły się na rynku dopiero w 2009 roku za sprawą nowojorskiej firmy MakerBot, która wypuściła do sprzedaży zestawy zrób to sam.
Pierwszy latający model samolotu wydrukowany w 3D powstał w 2011 roku o czym można przeczytać na stronie New Scientist.
Te oraz wiele więcej informacji znajdziecie w pierwszych 4 punktach z bibliografii, informacje tu zawarte pochodzą właśnie z tych źródeł. Ich autorzy naprawdę świetnie przedstawili temat.
Podział drukarek 3D
W tym podrozdziale przedstawię tylko podział ze względu na technologię produkcji oraz układ współrzędnych wykorzystywanych przez drukarkę.
Podstawowe typy ze względu na zastosowaną technologię to:
- SLS – ang. Selective laser sintering (Selektywne spiekanie laserowe), w tej metodzie kolejne warstwy sproszkowanego materiału są łączone przy pomocy lasera.
- SLA – ang. Stereolithography apparatus (Stereolitografia), polega na stopniowym utwardzaniu kolejnych warstw produkowanego elementu za pomocą lasera na sukcesywnie wynurzanej platformie w wannie z żywicą fotoutwardzalną.
- LOM – ang. Laminated object manufacturing (Produkcja elementów laminowanych), jest to produkcja obiektów poprzez klejenie kolejnych przekrojów wyciętych z arkusza np papieru lub folii.
- FDM – ang Fused deposition modelling (Osadzanie topionego materiału), w tym systemie materiał nanosi się poprzez dyszę, w której zostaje stopiony, a po przeciśnięciu się, nałożony jako kolejna warstwa produkowanego modelu. Jedna z najpopularniejszych, amatorskich metod.
Zastosowane układy współrzędnych to:
- Kartezjański – pole robocze ma kształt kwadratu, a osie robocze są ustawione pod kątami prostymi do każdego z jego boków. Przykładem takiej drukarki jest ta z nagłówka artykułu.
- Polarny – pole robocze ma kształt koła (które obraca się w czasie druku), osie robocze są ustawione pod kątem prostym do powierzchni stołu. Przykład.
- Delta – najlepiej obrazuje to przykład. W tym rozwiązaniu stół roboczy jest nieruchomy. Porusza się wyłącznie głowica na 3 wysięgnikach.
Wybrane zastosowania drukarek 3D
Ze względu na swoje możliwości drukarki 3D na dobre zagościły w przemyśle. W ciągłej produkcji wykorzystuje je np firma General Electric w produkcji dyszy paliwowych do swoich silników. Czytaj dalej [ENG]
Powstały już pierwsze prototypowe urządzenia budujące pełnowymiarowe domy oraz inne budynki użytku publicznego, lista bardziej ciekawych wraz ze zdjęciami znajduje się pod tym linkiem[ENG].
Druk 3D polubili również pracownicy zakładów jubilerskich. W tej technologii biżuterię może produkować także każdy posiadacz amatorskiej drukarki. Jeśli potrafi też odlewać w metalu, jego produkty mogą wyglądać całkowicie profesjonalnie.
Przykładowa galeria[ENG].
Druk 3D szczególnie przydaje się tam, gdzie potrzeba ograniczyć koszty wyprodukowania krótkiej serii produktów. Proces wytwarzania jest ułatwiony i tańszy nawet jeśli konieczne jest odlewanie końcowego produktu w metalu.
Dziś drukować można nawet naleśniki – o dowolnym kształcie i wypełnione dowolnym wzorem. Zobacz[ENG]
W medycynie są już firmy, które produkują tabletki w technologii 3D. Za takim rozwiązaniem przemawia duża precyzja przemysłowych urządzeń oraz znaczna prędkość, dzięki czemu dawki mogą być specjalnie dobierane pod konkretnego pacjenta oraz wytwarzane w oka mgnieniu. Przykład[ENG].
Koniec części pierwszej, już jutro zapraszam na kolejną część, w której opiszę moje prywatne doświadczenia z drukiem. Przejdź do części drugiej…
Bibliografia
- http://reprap.org/wiki/Prusa_i3
- http://centrumdruku3d.pl/historia-druku-3d/
- http://3dtech.cba.pl/historia-druku-3d/
- http://centrumdruku3d.pl/encyklopedia-druku-3d/
- http://www.designfutures.pl/?p=332
- http://reprap.org/wiki/RepRap/pl
