3D մոդելավորումը այսօր շատ տարածված, զարգացող և բազմախնդրային ուղղություն է համակարգչային արդյունաբերությունում: Ինչ-որ բանի վիրտուալ մոդելների ստեղծումը դարձել է ժամանակակից արտադրության բաղկացուցիչ մասը:
Modernամանակակից տեխնոլոգիաները կանգ չեն առնում, և ամեն օր նոր իրեր են հորինվում գիտության տարբեր ոլորտներում: Նման նոու-հաուներից մեկը 3D տպիչն է: Այս սարքի գյուտը հնարավորություն է տալիս ստեղծել եզակի 3D մոդելներ, որոնց օգտագործումը հնարավոր է ցանկացած արդյունաբերության մեջ ՝ շինարարությունից մինչև բժշկություն:
3D տպիչի պատմությունը և որն է դա:
Փաստորեն, արդյունաբերական 3D տպիչները հայտնվել են շատ վաղուց, բայց դրանց գոյությունն այնքան գովազդված չէր հասարակ բնակչության համար: Առաջին 3D մոդելը հայտնվեց դեռ 1985 թվականին: Տպիչը մի փոքր ֆունկցիոնալ էր և տպված էր սև ու սպիտակով: Արդեն 1988-ին սկսվեց գունավոր մոդելների արտադրությունը: Այս պահին կան հսկայական քանակությամբ մոդելներ, որոնք աշխատում են լայն նյութերի վրա: Դեռ 2000-ին 3D տպիչները կարող էին աշխատել միայն ABC պլաստիկի հետ: Եվ այսօր նյութերի շարքն ընդլայնվել է ՝ դառնալով մի քանի հարյուր նյութ: Դրանք ներառում են `ակրիլ, բետոն, հիդրոգել, թուղթ, գիպս, սառույց և այլն:
Արդեն 2005-ին հայտնվեց տպիչի մոդելը, որը հնարավորություն տվեց ստեղծել գունավոր մոդելներ: Այս սարքը կարող էր տպել մոդելի բաղադրիչների մեծ մասը: 2014-ին հայտնվեց տպիչի հսկայական մակերեսով առաջին տպիչը: Այս զարգացումը թույլ է տալիս ստեղծել անսահմանափակ չափի մոդելներ: Արդեն փորձ է եղել տպել բետոնե տուն ՝ ամբողջ չափով:
Նման կառույցի կանգնեցման համար պահանջվեց ոչ ավելի, քան մեկ օր: Արդեն 2016-ին Դուբայում ներկայացվեց առաջին 3D տպագիր շենքը: 2017-ի փետրվարին Ռուսաստանը բացեց նաև ամբողջովին տպված տունը շինհրապարակում: Այս տարի նույնպես մշակվել է վեց առանցքային տպիչ, որի հետ բարդ տարրերը շատ ավելի հեշտ կլինի տպել առանց օժանդակ կառույցների անհրաժեշտության: Այս պահին եռում են տպիչների զարգացումը, որոնք կարող են տպել մարդու օրգաններ, պրոթեզներ, իմպլանտներ, մեքենայի մարմիններ և նույնիսկ սնունդ:
Այսպիսով, ի՞նչ է 3D տպիչը և ի՞նչ գործառույթներ է այն կատարում:
3D տպիչը հատուկ սարք է եռաչափ մոդելներ ստեղծելու համար: Այս մեքենայի միջոցով դուք կարող եք ստեղծել տարբեր չափերի եռաչափ մոդելներ: Եռաչափ տեսքով տեղեկատվության թողարկման շնորհիվ ստացված բոլոր օբյեկտներն ունեն իրական ֆիզիկական պարամետրեր:
Ինչպե՞ս է աշխատում 3D տպիչը և ինչպե՞ս են ստեղծվում իրական 3D մոդելները:
Եթե ընդհանուր առմամբ նկարագրենք 3D տպիչի աշխատանքը, ապա դրա աշխատանքի մի քանի հիմնական փուլեր կան.
- Գրաֆիկական ծրագրում 3D մոդելի ստեղծում: Այս փուլում մոդելը ստեղծվում է համակարգչում ՝ օգտագործելով հատուկ վիրտուալ կաղապարներ:
- Մոդելը շերտերի բաժանելը:
- Հաջորդ փուլը կապված է հենց տպիչի աշխատանքի հետ: Այն շերտ առ շերտ կազմում է հատուկ փոշու զանգված, որն օգտագործվում է մոդելի հետագա ձևավորման համար: Ստեղծվում է հատուկ պալատ, որը լցված է պլաստմասե նյութով:
- Յուրաքանչյուր շերտից հետո նյութը յուղվում է սոսինձ շերտով, ինչը ապագա մոդելի ուժ է տալիս:
3D մոդելավորման տեսակները
Այս ոլորտում ժամանակակից տեխնոլոգիաները զարգանում են մի քանի ուղղություններով.
- ստերեոլիտոգրաֆիկ տեխնոլոգիաներ, որոնք կրճատվում են որպես STL: Ֆայլի ձևաչափ, որը լայնորեն օգտագործվում է հավելանյութերի տեխնոլոգիաներում օգտագործման համար օբյեկտների եռաչափ մոդելներ պահելու համար:
- ջերմապլաստիկ կիրառման մեթոդներ - FDM: Նյութի շերտ առ շերտ նստվածք օգտագործող մոդելների մոդելավորում:
- լազերային սինթրինգ - SLS: Տեխնոլոգիան (SLS) ենթադրում է մեկ կամ մի քանի լազերի (սովորաբար ածխաթթու գազի) օգտագործումը փոշոտ նյութի մասնիկների մանրացման համար `եռաչափ ֆիզիկական օբյեկտ ստեղծելու համար:
Այսօր շերտ առ շերտ տեղադրման մեթոդը արդյունաբերության մեջ ամենատարածվածն է և լայնորեն կիրառվողը:
Այս մեթոդի հիմնական առավելություններն են.
- բարձրորակ և էժան նյութերի օգտագործում;
- շահագործման պարզ տեխնիկա;
- օգտագործված նյութերի էկոլոգիապես մաքուր լինելը:
Լազերային ստերեոլիտոգրաֆիա
Այս տեսակի 3D մոդելավորումը լայնորեն օգտագործվում է ատամնաբուժական պրոթեզավորման մեջ: Այս տեսակի տպագրության առանձնահատկությունը բարձրորակ օբյեկտների արտադրությունն է: Նման արդյունքների են հասնում սարքավորումների օգտագործման, որոնք աշխատում են ծավալային ցանցում, որը հաշվարկվում է միավոր միկրոնների մեջ:
Ինչպե՞ս է աշխատում նման սարքավորումը:
Նման սարքավորումների ֆունկցիոնալ մասը հիմնված է LED ուլտրամանուշակագույն պրոյեկտորների վրա: Այս 3D տպիչների ներսում կան նուրբ հայելիներ, որոնք ապահովում են ճառագայթների ճշգրիտ շեղումը: Դրա շնորհիվ տեղի է ունենում ոչ թե հաջորդական, այլ ուրվագծային շերտերի ամբողջական բացահայտում:
Լազերային սինթրինգ
Լազերային ցրումը կամ SLS տեխնոլոգիան լազերային մոդելավորման մեկ այլ տեսակ է: Գործարկման համար նման սարքերը օգտագործում են ցածր հալվող պլաստիկ: Եզակի զարգացման հիմքը հզոր լազերն է, որը հետագծում է ուրվագծերը պլաստիկ հիմքի վրա, նյութը միաձուլելով: Գործընթացը կրկնվում է մինչև ամբողջական մոդելի ձեռքբերումը: լազերային ցրման զգալի անբավարարությունը ստացված մոդելների ծակոտկենությունն է: սակայն դա ոչ մի կերպ չի ազդում ուժի վրա: ենթադրվում է, որ այս մեթոդով ստացված մոդելներն առավել ամուր են: Լազերային ցրման համար տեղադրումը բավականին բարձր արժեք ունի, և մոդելի ձևավորման գործընթացն ինքնին տևում է երկար ժամանակ:
Ինչ նյութեր են օգտագործվում 3D մոդելներ ստեղծելու համար:
Ինչպես արդեն նշվեց, 3D տպիչների մեջ օգտագործվող հիմնական նյութը ջերմապլաստիկ է: Այն գալիս է երկու ձևաչափով ՝ ABS և PLA: Բացի այդ, լայն տարածում են գտել այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են նեյլոնը, պոլիէթիլենը, պոլիկարբոնատը և այլ տեսակի նյութեր, որոնք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ:
Շատ 3D տպիչներ ներառում են մի քանի տեսակի նյութերի խառնուրդ ՝ համատեղելով դրանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները:
Տեղակայանքները, որոնք օգտագործում են մետաղներ իրենց աշխատանքի համար, իրենց կառուցվածքում ավելի բարդ են: Տեխնոլոգիայի տարբերությունը գալիս է տպիչի գլխիկի գործառույթներից, որոնք գործում են համակարգչային ծրագրի հիման վրա: Իր օգնությամբ համակարգչային ծրագիրը ցույց է տալիս այն վայրերը, որտեղ կցվում է կպչուն զանգված: Հաջորդը, գլուխը մետաղական փոշու բարակ շերտ է կիրառում ամբողջ աշխատանքային տարածքում: Այսինքն ՝ մետաղը չի հալվում, ինչպես պլաստմասսայի դեպքում է, այլ կիրառվում և սոսնձվում է շերտերով ՝ ամենափոքր մասնիկների տեսքով:
Հետաքրքիր փաստեր 3D տպիչների մասին
- 3D տպագրությունն օգտագործվում է ոչ միայն արդյունաբերության մեջ, այն լայնորեն օգտագործվում է բժշկության, խոհարարության և նույնիսկ տարածության մեջ:
- Ամեն տարի 3D տպիչների գինը դառնում է ավելի ցածր և ավելի մատչելի: Շուտով այս տեխնոլոգիան հասանելի կլինի գրեթե բոլորին:
- Առաջին 3D մոդելը ստեղծվել է 1984 թվականին: Այն ձեռք է բերել Չակ Հիլը ՝ ստերեոլիտոգրաֆիայի արդյունքում:
- Ոչ վաղ անցյալում արհեստական օրգանները ստեղծվել են 3D տպիչի միջոցով: Ականջի պրոթեզները առաջին մոդելներն էին:
- Մոտ ապագայում գիտնականները պատրաստվում են տպել մարդու առաջին մոդելը:
- 3D մոդելավորումը կօգնի նվազեցնել արտադրության ծախսերը, ուստի գործարանային արտադրությունը շուտով կդառնա անշահավետ:
- 3D տեխնոլոգիաները կինեմատոգրաֆիայում օգտագործվել են շատ երկար ժամանակ ՝ իրատեսական մոդելներ ստեղծելու համար:
- Գիտնականները ենթադրում են, որ 3D մոդելավորման միջոցով կարող են ստեղծվել ռոբոտներ, որոնք մարդկանց փոխարեն կբացահայտեն տարածությունը:
- Dressesգեստների 3D մոդելներն արդեն ցուցադրվել են աշխարհին: Մոդել Դիտա Ֆոն Թիզը դարձավ առաջին աստղը, ով կրեց 3D տպագիր զգեստ:
