Використання 3D-принтерів та моделювання

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет радіоелектроніки

РЕФЕРАТ

на тему:

"Використання 3D-принтерів та моделювання"

Харків 2023

Зміст

Вступ3

Принципи роботи 3D-принтерів4

Процес створення 3D-моделі6

Сфери застосування 3D-принтерів та 3D-друку8

Майбутнє технології 3D-друку17

Історія створення 3D-принтерів19

Цікаві факти про 3D-принтери20

Висновки21

Перелік джерел посилання22

Вступ

3D-друкування та моделювання - це сучасні технології, які набули великої популярності в останні роки. Завдяки ним вдається створювати різноманітні предмети та деталі, які раніше було неможливо виготовити. В цьому рефераті ми детально розглянемо принцип дії 3D-принтерів, а також процес моделювання, який передує створенню об'єктів за допомогою 3D-друкування.

У світі 3D-друкування кожен день з'являються нові можливості, які допомагають вирішувати складні технічні завдання. 3D-друк дозволяє створювати як прості, так і складні деталі різних форм та розмірів. Це надає можливість виготовляти різноманітні вироби - від маленьких сувенірів до складних промислових обладнань.

Незважаючи на те, що широку популярність ЗD-принтери стали набувати тільки останнім часом, в промисловості вони використовуються досить давно. Перший комерційний ЗD-принтер був представлений ще в 1987 році. Технологію ЗD-друку оцінили такі світові промислові гіганти, як Airbus, Boeing, General Electric, Ford, Siemens, фахівці NASA і британські військові, а також інженери, вчені, медики, і прості користувачі.

Однією з найбільш важливих складових 3D-друкування є процес моделювання. За допомогою спеціальних програм для моделювання, можна створювати 3D-моделі об'єктів різної складності. Ці програми дозволяють створювати об'єкти з нуля, а також редагувати готові 3D-моделі, щоб отримати потрібну форму та розмір.

Для виготовлення об'єкта за допомогою 3D-друкування потрібно мати готову 3D-модель, яка буде передана в 3D-принтер. Процес друкування полягає в тому, що 3D-принтер наносить шари матеріалу один на один до тих пір, поки не буде сформована повна 3D-модель. За допомогою 3D-друкування можна виготовляти об'єкти з різних матеріалів.

Принципи роботи 3D-принтерів

3D-принтери - це пристрої, які використовують комп'ютерно-керовану технологію для створення тривимірних об'єктів з різноманітних матеріалів. Принцип роботи 3D-принтера полягає в послідовному нанесенні тонких шарів матеріалу на основу або попередній шар, доки не буде сформована бажана форма об'єкта.

Основні компоненти 3D-принтера:

1. Основа (платформа) - це площина, на яку наноситься матеріал. Основа може бути стаціонарною або рухомою, залежно від конструкції пристрою.
2. Головка - це основний пристрій, що відповідає за нанесення матеріалу на платформу. Головка може мати декілька сопел для нанесення різних типів матеріалу, таких як пластик, метал, кераміка тощо.
3. Матеріал - це речовина, яку використовують для створення об'єкта. В залежності від типу пристрою та матеріалу можуть використовуватись різні види пластиків, металів, кераміки, гідрогелів, живих клітин тощо.
4. Система управління - це програмне забезпечення, яке керує рухом головки та роботою пристрою в цілому. Це програмне забезпечення дає змогу змінювати розмір, форму, щільність та інші параметри об'єкта.
5. Датчики - це елементи, які зчитують дані про рух головки та стан пристрою. Датчики допомагають управляти процесом друку та забезпечувати якість створюваних об'єктів.

Процес друку на 3D-принтері складається з наступних етапів:

1. Підготовка моделі - на початку потрібно створити 3D-модель об'єкта, який потрібно надрукувати. Це можна зробити за допомогою різноманітного програмного забезпечення для моделювання, такого як Blender, SketchUp, Fusion 360, SolidWorks та інших. Крім того, існують онлайн-сервіси, де можна завантажити готові 3D-моделі або створити їх самостійно.
2. Підготовка до друку - після того, як модель створена, вона потребує підготовки до друку. Цей етап включає у себе створення файлу G-code, який містить інформацію про рух головки та роботу пристрою в цілому. Для цього використовуються програмні засоби, такі як Cura, Slic3r, Simplify3D та інші.
3. Друк - після того, як файл G-code підготовлений, можна розпочинати друк. 3D-принтер наносить матеріал на платформу відповідно до вказівок у файлі G-code. Процес друку може займати від декількох годин до кількох днів в залежності від складності та розміру об'єкта.
4. Післядрукова обробка - після завершення друку може бути потрібна післядрукова обробка, щоб дати об'єкту більш гладку та привабливу зовнішність. Цей етап може включати в себе зняття піддону, видалення підпорів та шліфування.

Загалом, принцип роботи 3D-принтерів досить простий та легкий у використанні. Однак, перед початком друку необхідно мати знання та досвід у роботі з програмним забезпеченням для моделювання та друку, а також з матеріалами, які використовуються у процесі друку.