Een beginnershandleiding om aan de slag te gaan met 3D-printen

3D-printen, Additief printen of Stereolithografie, als je deze termen bent tegengekomen en er even overheen hebt geknipperd, dan wil je waarschijnlijk dit artikel lezen om meer te weten te komen over deze geweldige wereld van 3D-printen. 3D-printen is een snel groeiend veld, met de populariteit en het gebruik van 3D-printers die elke dag toenemen. In dit artikel zullen we proberen om een nieuweling kennis te laten maken met 3D-printers, hoe iemand hiervan kan profiteren en hoe het dingen in de toekomst gaat veranderen.

Zo!! Wat is 3D-printen en hoe werkt het?

3D-printen of additive manufacturing is een proces waarbij driedimensionale vaste objecten worden gemaakt van een digitaal bestand. Het maakt gebruik van een printerachtige machine die een materiaal (meestal plastic) smelt en het op een vooraf gedefinieerde manier op een basis giet, waardoor opeenvolgende lagen worden gecreëerd om het driedimensionaal te maken. Simpel gezegd: de printer bouwt een brood plakje voor plakje.

Er zijn veel soorten 3D-printtechnologieën beschikbaar, maar de meest gebruikte is stereolithografie (SLA) omdat deze goedkoper is in vergelijking met andere.

Deze machine kan elk 3D-ontworpen bestand converteren naar een 3D-object door de volgende stappen te volgen.

Een 3D-bestand wordt door software gecontroleerd om te zien of het afdrukbaar is.
De software snijdt het bestand vervolgens in plakjes en stuurt het naar een machine.
Een plastic filament wordt door de printkop gevoerd.
Het filament smelt en de kop zet het vervolgens neer op een bouwplatform.
De kop beweegt rond en legt het materiaal af zodat het de onderste plak van het object vormt.
Het hoofd keert terug naar zijn uitgangspositie en het bouwplatform wordt neergelaten.
De kop bouwt dan de nieuwe laag bovenop de eerste en dit wordt herhaald totdat het object klaar is.

Is 3D-printen nieuw op de markt?

Nee, zeker niet !!!!. Alleen omdat 3D-printen tegenwoordig meer aandacht heeft gekregen, is dit idee of technologie niet nieuw. Het zou je verbazen te weten dat het allemaal eind 1980 begon, toen de term additive manufacturing werd bedacht, het werd in feite gebruikt voor Rapid prototyping. Maar later, rond 2014, met de opkomst van goedkope 3D-printers, is de technologie veranderd in een ontwrichtende beweging voor hobbyisten, leerlingen, technopreneurs, uitvinders, docenten, onderzoeksmensen en wie niet. Zo krijgt het een brede markt en veel ruimte voor de toekomst.

3D-printers zijn oorspronkelijk gemaakt om astronauten te helpen. Het was moeilijk voor het team om alle gereedschappen en materialen in te pakken die ze nodig hadden om aan hun project te werken. Het hebben van overtollig gereedschap zal het gewicht van de shuttle verhogen, wat uiteindelijk het brandstofverbruik verhoogt. Dus kwamen ze op het idee waar de 3D-printer samen met de astronauten de ruimte in wordt gestuurd. Als ze gereedschap of materiaal nodig hebben om mee te werken, hoeven ze alleen maar door het STL-bestand te klikken en het af te drukken. Als er een noodgeval en een nieuw ontwerp moet worden gemaakt, wordt het ontwerp in het basisstation gemaakt en naar de bemanning gestuurd om het af te drukken. Maar toen de geavanceerde technologie veranderde, is het nu voor elk huis betaalbaar om een printer te hebben.

"Maar nu maken veel mensen de fout om naar 3D-printen te kijken als een andere methode om objecten te maken, die juist meer vormflexibiliteit mogelijk maakt ten koste van snelheid en nauwkeurigheid. Maar dat is een smal standpunt om naar 3D-printen te kijken. concept 3D-printen lijkt meer op digitale, discrete en vrije vormproductie. Met de basisveronderstelling dat als je eenmaal in staat bent om te 'snijden' en object van verlangen en de kleine stukjes op lagen na lagen kunt rangschikken, de toepassing en implicaties oneindig worden. plastic, elektronica, voedsel en zelfs menselijke weefsels alles wat complex is voor de huidige massaproductiemethode (complex genoeg om kosteneffectief een enkele eenheid te maken) is nu een mogelijkheid ", zegt Onkar Kulkarni in een van zijn quora-antwoorden.

Hoe ga je aan de slag met 3D-printers?

Omdat de recente technologie de prijs van 3D-printers zo laag heeft verlaagd dat de gemiddelde persoon het kan kopen en gebruiken, is 3D-printen niet langer een magische of industriële uitrusting. Dankzij de online forums en ontwerpen kan nu iedereen die een computer kan bedienen zijn fantasie printen. Net zoals laserprinters bij ons thuis gebruikelijk zijn geworden, moeten deze 3D-printers hun weg naar ons huis of onze werkplek nog vinden. Laten we dus eens kijken hoe men aan de slag kan gaan met 3D-printen, voordat er een afdruk kan plaatsvinden, zijn de volgende vier eenvoudige stappen die moeten worden gevolgd:

1. 3D CAD-modellering

2. Snijden en andere instellingen.

3. Laaggewijs afdrukken

4. Compleet onderdeel

3D CAD-MODELLERING :

Ja, om iets met uw printer af te drukken, moet u modelleringssoftware ontwerpen.

Als u een professionele ontwerper bent, kunt u elk van uw modelleersoftware gebruiken waarmee u een bestand kunt opslaan in.STL (stereolithografie) of.OBJ (object). Zodra het ontwerp is gemaakt, kan het naar de snijfase worden gebracht. Hier bent u vrij om uw ontwerp aan te passen, te bewerken of aan te passen zoals u dat wilt, aangezien het volledige ontwerp door u wordt gemaakt.

Als u een leerling bent, zijn er talloze gratis open source-software beschikbaar die u kunt gebruiken voor het ontwerp in uw gedachten. Het zou net zoiets zijn als het plaatsen van een bouwsteen. Als je ontwerp te goed is, word je ook betaald door sommige online communities.

Als je een beginner bent en geen idee hebt hoe je een 3D-model moet ontwerpen, maak je geen zorgen!.. Er zijn veel websites die gratis STL-bestanden leveren. Deze bestanden zijn getest en afgedrukt door personen die het hebben ontworpen, waardoor het betrouwbaar is en gemakkelijk kan worden afgedrukt. De enige beperking voor deze bestanden is dat ze (meestal) in.STL-formaten worden geleverd. Dit formaat kan niet naar wens worden aangepast, maar zelfs dan kan het formaat worden aangepast met behulp van slicing-software. Als je een absolute beginner bent, raden we je aan om te beginnen met enkele ontwerpen die op de markt verkrijgbaar zijn.

Zodra het ontwerp is gemaakt, is het werk van 3D-modelleringssoftware voorbij. De bestanden worden nu naar Slicing-software gestuurd, waar deze zich klaarmaakt om door de printer te worden afgedrukt.

SNIJDEN EN ANDERE INSTELLINGEN:

De modellen die zijn ontworpen, moeten worden geconverteerd naar een reeks codes, de G-code genaamd, zodat de printer deze kan herkennen en kan beginnen met afdrukken. Dit onderdeel heet Slicing. De kwaliteit van de afdruk is afhankelijk van de instellingen die hier worden gemaakt. Voordat we hierop ingaan, laten we ons vertrouwd maken met hoe eenvoudig een 3D-printer werkelijk is !!!!

3D-printen is geen magie!

Als je nog steeds in de war of verbaasd bent over hoe 3D-printers echt werken, geloof me dan dat het geen rocket science is. Er zijn veel studenten die hebben geprobeerd met succes een 3D-printer voor zichzelf te bouwen. In de volgende paragrafen zal ik de onderdelen van een eenvoudige 3D-printer uitleggen die u zullen helpen de printers veel beter te begrijpen.

De typische onderdelen van een 3D-printer worden weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De extruder is het belangrijkste onderdeel van onze printer. Dit is de plaats waar de filamenten worden gesmolten en geëxtrudeerd. De extruder bestaat uit een smalle buis waar het filament door een stappenmotor doorheen wordt geduwd. Het bestaat uit een verwarmingsmateriaal dat gewoonlijk hot-end wordt genoemd en dat het filament verwarmt, het verwarmde filament wordt buiten het mondstuk geduwd op dezelfde manier als tandpasta uit het mondstuk wordt gedrukt. Als het filament eruit smelt, zal de stappenmotor het filament naar binnen duwen, dat als een spoel op een spoelhouder wordt gemonteerd .

Er zijn veel soorten filament en er komen er elke maand nog veel meer op de markt. Elk filament heeft zijn diameter en printtemperatuur, de meest gebruikte PLA heeft een temperatuur van 180-210 ° C.

Deze complete extruderopstelling is gemonteerd op beweegbare rails. Terwijl het filament smelt en naar buiten komt, wordt de extruder door andere stappenmotoren (in de richting van de rode pijlen) in de gewenste richting bewogen en afgedrukt op de basisplaat.

Nu we een basisidee hebben van hoe onze printer werkt, gaan we terug naar onze SLICING-software. De meest gebruikte software is Cura, deze software is voornamelijk gemaakt voor de printer genaamd Ultimaker. Maar sinds het gratis en open source is gemaakt, zijn de meeste printers die er zijn Cura gaan gebruiken.

In deze software worden de printinstellingen verzonden, net als bij onze laserprinter. Hier kunnen we ons printmodel schalen, uitlijnen en oriënteren. Andere cruciale instellingen zoals de temperatuur, de terugtreksnelheid, de doorstroming van de diameter van de filamentmondstuk enz. Worden met deze software naar de printer gestuurd.

LAAG - WISE PRINTING:

Op basis van de instellingen worden de afdruktijd en materiaallengte die nodig zijn voor het afdrukken door de software zelf weergegeven, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Hier is de printtijd 1 uur 14 minuten en het gebruikte materiaal 10 gram. De andere instellingen voor deze print zijn ook te vinden op de foto

Zodra het STL-bestand is geladen en de instellingen zijn voltooid, kan deze software worden gebruikt om te visualiseren hoe onze afdruk zal worden gemaakt met behulp van de optie Lagen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Dit hoe of de afdruk eruit zal zien als de 78ste laag van deze afdruk wordt afgedrukt. De blauwe kleurlijn geeft het pad van onze extruder aan.

Zodra dit is gebeurd, kan het bestand worden geconverteerd naar een G-code die voor afdrukken naar de printer kan worden gevoerd. Dat is alles, uw model wordt in de genoemde tijd gedrukt.

Was het zo moeilijk?

Wat is de toekomst voor 3D-printen?

3D-printen heeft echter zijn eigen uitdagingen. Het lijdt aan een lage werksnelheid, mechanische defecten in producten en beperkte materiaalkeuzes (meestal kunststof). Vanwege de lage werksnelheid van 3D-printers kunnen productiebedrijven de concurrentie met een inefficiënte marktstrategie verliezen. Maar hopelijk evolueert dit veld terwijl u dit artikel leest, en heeft het een groot bereik in het verschiet. Het hangt allemaal af van hoe men besluit deze technologie te gebruiken.