การผลิตแบบเติมเนื้อ แบบจำลองดิจิทัล การผลิตทีละชั้น พลาสติก โลหะ การสร้างต้นแบบ ชิ้นส่วนทางการแพทย์ มาตรฐาน และการควบคุมคุณภาพ
การพิมพ์ 3 มิติ
การพิมพ์ 3 มิติหรือที่เรียกว่าการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ สร้างวัตถุทางกายภาพจากการออกแบบดิจิทัลโดยการสร้างวัสดุทีละชั้น ใช้สำหรับต้นแบบ ชิ้นส่วนสั่งทำพิเศษ เครื่องมือ แบบจำลองทางการแพทย์ ส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศ และการผลิตในปริมาณน้อย
การพิมพ์ 3 มิติคืออะไร
การพิมพ์ 3 มิติคือกลุ่มกระบวนการผลิตที่เปลี่ยนแบบจำลองดิจิทัลให้กลายเป็นวัตถุทางกายภาพ แทนที่จะตัดรูปร่างออกจากบล็อกหรือขึ้นรูปวัสดุในแม่พิมพ์ เครื่องจักรจะเพิ่มวัสดุในชั้นควบคุม ผลลัพธ์ที่ได้อาจเป็นการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว เครื่องมือแบบกำหนดเอง ชิ้นส่วนทดแทน หรือส่วนประกอบที่เสร็จสมบูรณ์
จากไฟล์สู่วัตถุ
ขั้นตอนการทำงานทั่วไปเริ่มต้นด้วยไฟล์การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยหรือการสแกน 3 มิติ ซอฟต์แวร์จะตรวจสอบโมเดล กำหนดทิศทาง แบ่งโมเดลเป็นชั้นๆ และสร้างคำสั่งเครื่องจักร จากนั้นเครื่องพิมพ์จะฝาก บ่ม ละลาย ผูก หรือเผาวัสดุตามคำแนะนำเหล่านั้นจนกว่าชิ้นส่วนจะเสร็จสมบูรณ์
ตระกูลกระบวนการหลัก
กระบวนการพิมพ์ 3D ที่แตกต่างกันมีวิธีการที่แตกต่างกัน การอัดขึ้นรูปวัสดุจะดันพลาสติกที่หลอมละลายผ่านหัวฉีด Vat photopolymerization บ่มเรซินเหลวด้วยแสง การหลอมผงแป้งใช้ความร้อนหรือเลเซอร์เพื่อหลอมผง สารยึดเกาะเจ็ตติ้งผงกาวเข้าด้วยกัน การสะสมพลังงานโดยตรงจะเพิ่มวัสดุในขณะที่หลอมละลายเข้าที่
วัสดุและคุณสมบัติ
วัสดุมีความสำคัญพอๆ กับเครื่องพิมพ์ ชิ้นส่วนพลาสติกแบบตั้งโต๊ะ โมเดลเรซินสำหรับทันตกรรม และขายึดโลหะสำหรับการบินและอวกาศ เผชิญกับข้อกำหนดที่แตกต่างกัน ความแข็งแรง ทนความร้อน ผิวสำเร็จ ความพรุน ความปลอดภัยของสารเคมี และความแม่นยำของขนาด ล้วนขึ้นอยู่กับวัสดุ การตั้งค่าเครื่องจักร การออกแบบ และขั้นตอนหลังการประมวลผล
การสร้างต้นแบบและการปรับแต่ง
การพิมพ์ 3 มิติมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อทีมต้องทดสอบรูปร่างอย่างรวดเร็วหรือสร้างชิ้นส่วนที่อาจมีราคาแพงสำหรับเครื่องมือสำหรับการผลิตแบบดั้งเดิม วิศวกรสามารถทำซ้ำต้นแบบ แพทย์สามารถวางแผนด้วยแบบจำลองเฉพาะของผู้ป่วย และผู้ผลิตสามารถผลิตจิ๊ก อุปกรณ์ติดตั้ง อะแดปเตอร์ และชิ้นส่วนซ่อมแซมแบบกำหนดเองได้
การผลิตภาคอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรม การผลิตแบบเติมเนื้อจะใช้เมื่อรูปทรงเรขาคณิต การลดน้ำหนัก การปรับแต่ง หรือเศรษฐศาสตร์ที่มีปริมาณน้อยให้เหตุผล สามารถสร้างช่องที่ซับซ้อน โครงตาข่าย การประกอบแบบรวม และชิ้นส่วนอะไหล่ได้ตามต้องการ มันไม่ได้ถูกกว่าหรือเร็วกว่าการขึ้นรูป การหล่อ หรือการตัดเฉือนทุกชิ้นส่วนโดยอัตโนมัติ
คุณภาพและความปลอดภัย
การพิมพ์ 3D ที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับการวัด ความสามารถในการทำซ้ำ การตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ การสอบเทียบเครื่องจักร การตรวจสอบกระบวนการ และมาตรฐาน ความปลอดภัยก็มีความสำคัญเช่นกัน: เครื่องพิมพ์บางรุ่นใช้พื้นผิวที่ร้อน เลเซอร์ ผงละเอียด ตัวทำละลาย หรือเรซินที่ต้องมีการระบายอากาศและการจัดการอย่างระมัดระวัง ชิ้นส่วนที่สำคัญต้องมีการตรวจสอบและคุณสมบัติ
ทำไมมันถึงสำคัญ
การพิมพ์ 3 มิติมีความสำคัญเนื่องจากเปลี่ยนความเชื่อมโยงระหว่างการออกแบบและการผลิต ช่วยให้ผู้คนสร้างรูปทรงที่ยากต่อการผลิตด้วยวิธีอื่น ลดระยะเวลาการพัฒนา ปรับแต่งวัตถุ และสำรวจการผลิตแบบกระจาย นอกจากนี้ยังทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการรับรอง ทรัพย์สินทางปัญญา สิทธิ์ในการซ่อม ความปลอดภัย และห่วงโซ่อุปทาน