ВВЕДЕНИЕ
Современный мир невозможно представить без информационных технологий. Информационное общество нуждается в новейших разработках, альтернативе прошлому веку. На помощь приходят 3D-технологии. Все чаще их можно встретить в печати, телевизорах, принтерах.
3D технологии все большее место занимают не только в промышленной, но и в повседневной, бытовой жизни человека. Использование подобных технологий упрощает многие процессы жизнедеятельности. История установок для печати объемных образцов насчитывает уже почти три десятилетия, но долгое время они оставались экзотическими устройствами с запредельной ценой и очень ограниченной сферой применения.
Однако в последние годы интерес к ним стал возрастать в геометрической прогрессии. Причем не только у энтузиастов или узких специалистов: компании, занимающиеся производством и проектированием самой различной продукции, активно используют 3D-принтеры, а правительства наиболее развитых стран делают или планируют в ближайшее время сделать инвестиции в создание центров развития технологий 3D-печати, способных сократить издержки производства сложной технической продукции.
Итак, что же такое 3D принтер, и, что представляет собой печать на таком устройстве? Как подобные технологии используются в современном мире и полезны ли они человеку?
Цель проектной работы: Изучить, что такое 3D принтер и 3D печать. На основе изученного создать модель дома с помощью 3D принтера.
Задачи:
1. Найти информацию об истории принтера.
2. Принцип технологии работы 3D принтера.
3. Изучить материалы для печати.
4. Практическое применение 3D принтера.
5. Разработать и создать макет дома с помощью 3D принтера.
Актуальность проектной работы: развитие современных технологий не стоит на месте, 3D-печать является одной из наиболее перспективных технологий, которая позволит сэкономить огромное количество времени и сил инженерам и дизайнерам. В настоящее время 3D принтер становится всё популярнее и для многих будет интересно узнать, как он работает и на что способен, поэтому мой проект можно использовать в качестве пособия на парах информатики.
ГЛАВА I. 3D ПРИНТЕР – ТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО
История появления 3D принтера
Самой первой технологией изготовления физических трехмерных объектов с использованием цифровых данных была разработана американским инженером Чарльзом Халлом в 1984 г. В 1986 г. он получил патент на свое изобретение и назвал данную технологию Стереолитография. В 1988 г., основываясь на откликах клиентов о станке, компания разработала усовершенствованную модель 3D принтера SLA-250, и было начато его серийное производство.
Технология моделирования методом послойного наплавления была изобретена Скотом Крампом в 1988 г. В следующем году им была основана компания Stratasys и налажено промышленное производство станков. В 1992 г. компания продала свой первый станок "3D Modeler". В том же году компания DTM выпустила на рынок станок, работающий по технологии селективного лазерного спекания (SLS). В 1996 г впервые появился термин «трехмерная печать» для обозначения станков быстрого моделирования. Только в конце 1990-х - начале 2000 гг., в продаже появились несколько моделей станков по относительно низким ценам. В 2005 г. компания ZCorporation выпустила на рынок революционно-новую модель Spectrum Z510 – станок 3D печати с высоким разрешением цветов. Еще один прорыв в области трехмерной печати произошел в 2006 г. с созданием общедоступного проекта Reprap, нацеленного на производство 3D принтера, способного воспроизводить детали собственной конструкции. Первая модель Reprap, произведенная в 2008 г., могла произвести приблизительно 50% своих собственных частей. Вторая модель проекта Reprap находится в настоящее время в стадии разработки.
Таким образом, технология 3D печати зародилась довольно недавно, но развивается с огромной скоростью и внедряется в нашу жизнь.
Принцип работы 3D печати
3D принтер – это устройство для создания физических объектов путем последовательного накладывания слоев. Другими словами 3D принтер способен распечатать любой физический предмет, который смоделирован на ПК.
Принцип работы принтера - это построение реального объекта по созданному на компьютере образцу 3D модели. Затем цифровая трёхмерная модель сохраняется, после чего 3D принтер, на который выводится файл для печати, формирует реальное изделие.
Сам процесс печати – основан на концепции построения объекта последовательно наносимыми слоями, отображающими контуры модели.
Циклы непрерывно следуют один за другим: на первый слой материала наносится следующий, элеватор снова опускается и так до тех пор, пока на рабочем столе не окажется готовое изделие.
При этом стоит отметить, что такая технология изготовления моделей отличается высокой скоростью. Тем самым машина не совершает ошибок, благодаря чему изделия получаются абсолютно точными и идентичными оригиналу.
Технологии 3D печати
Лазерная стереолитография (SLA) - основана на послойном отверждении жидкого материала под действием луча лазера, после чего материал затвердевает.
Цифровая обработка светом (DLP) - схожа с SLA. Метод основан на использовании фотополимерных смол, затвердевающих при облучении ультрафиолетовым светом с помощью цифрового проектора.
Селективное лазерное спекание (SLS) - Технология использует лазер для спекания небольших частиц пластика, керамики, стекольной муки или металла в трехмерную структуру.
Цветная струйная печать (CJP) - в основе которой лежит послойное склеивание и окрашивание композитного порошка на основе гипса или пластика.
Принтер распространяет порошкообразный материал тонким слоем по платформе с помощью ролика. После этого по форсункам поступает связующий элемент и происходит затвердение. Поршень платформы снижается с каждым новым слоем и в результате получается полноцветная 3D-модель.
Моделирование методом послойного наплавления (FDM) -подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала через сопло, повторяющих контуры цифровой модели, которую создали в программе. В качестве материалов для печати выступают термопластики, поставляемые в виде катушек нитей или прутков.
По такому же принципу работы в 2015 году создали ручку для рисования 3D объектов.
Из выше сказанного FDM — самая распространенная технология 3D-печати в мире. Имеет небольшие размеры, из-за чего может находиться дома. Легкодоступные и низко ценные материалы. Легко обзавестись принтером для собственного изготовления изделий.