El modelatge 3D és una direcció molt popular, en desenvolupament i multitarea a la indústria informàtica actual. La creació de models virtuals d’alguna cosa s’ha convertit en una part integral de la producció moderna.
Les tecnologies modernes no s’aturen i cada dia s’inventen nous articles en diversos camps de la ciència. Un d’aquests coneixements és una impressora 3D. La invenció d’aquest dispositiu permet crear models 3D únics, l’ús dels quals és possible en qualsevol indústria, des de la construcció fins a la medicina.
La història de la impressora 3D i què és?
De fet, les impressores 3D industrials van aparèixer fa molt de temps, però la seva existència no era tan anunciada per a la població en general. El primer model 3D va aparèixer el 1985. La impressora era lleugerament funcional i estava impresa en blanc i negre. Ja el 1988 es va iniciar la producció de models de color. De moment, hi ha un gran nombre de models que treballen en una àmplia gamma de materials. El 2000, les impressores 3D només podien funcionar amb plàstic ABC. I avui la gamma de materials s’ha ampliat fins a diversos centenars de materials. Aquests inclouen: acrílic, formigó, hidrogel, paper, guix, gel, etc.
Ja el 2005 va aparèixer un model d’impressora que permetia crear models en color. Aquest dispositiu podria imprimir la majoria dels components del model. El 2014 va aparèixer la primera impressora amb una àrea d’impressió enorme. Aquest desenvolupament permet la creació de models de mida il·limitada. Ja s’ha intentat imprimir una casa de formigó a mida completa.
No va trigar més d’un dia a erigir aquesta estructura. Ja el 2016 es va presentar el primer edifici imprès en 3D a Dubai. El febrer de 2017, Rússia també va donar a conèixer una casa impresa completament al lloc de construcció. Aquest any també es va desenvolupar una impressora de sis eixos amb la qual els elements complexos seran molt més fàcils d’imprimir sense necessitat d’estructures de suport. En aquests moments, el desenvolupament d’impressores que poden imprimir òrgans humans, pròtesis, implants, carrosseries d’automòbils i fins i tot aliments estan en ple desenvolupament.
Llavors, què és una impressora 3D i quines funcions realitza?
Una impressora 3D és un dispositiu especial per crear models tridimensionals. Amb aquesta màquina podeu crear models tridimensionals de diverses mides. A causa de la sortida d'informació en forma tridimensional, tots els objectes obtinguts tenen paràmetres físics reals.
Com funciona una impressora 3D i com es creen models 3D reals?
Si descrivim el treball d’una impressora 3D en termes generals, hi ha diverses etapes principals del seu treball:
- Creació d’un model 3D en un programa gràfic. En aquesta etapa, el model es crea a l’ordinador mitjançant plantilles virtuals especials.
- Dividint el model en capes.
- La següent etapa està relacionada amb el funcionament de la mateixa impressora. Forma una massa d'una pols especial capa per capa, que s'utilitza per a la formació posterior del model. Es crea una cambra especial, que s’omple de material plàstic.
- Després de cada capa, el material es lubrica amb una capa adhesiva, que dóna resistència al model futur.
Tipus de modelatge 3D
En aquesta àrea, les tecnologies modernes es desenvolupen en diverses direccions:
- tecnologies estereolitogràfiques, que s’abreugen com a STL. Format de fitxer àmpliament utilitzat per emmagatzemar models tridimensionals d’objectes per utilitzar-los en tecnologies additives.
- mètodes d'aplicació de termoplàstics - FDM. Modelització de models mitjançant deposició de material capa per capa.
- sinterització làser - SLS. La tecnologia (SLS) implica l’ús d’un o més làsers (generalment diòxid de carboni) per sinteritzar partícules d’un material en pols per formar un objecte físic tridimensional.
Avui en dia, el mètode de deposició capa per capa és el més popular i més utilitzat a la indústria.
Els principals avantatges d’aquest mètode són:
- ús de materials d’alta qualitat i econòmics;
- tècnica d'operació senzilla;
- compatibilitat mediambiental dels materials utilitzats.
Estereolitografia làser
Aquest tipus de modelatge 3D s’utilitza àmpliament en pròtesis dentals. Una característica distintiva d’aquest tipus d’impressió és la producció d’objectes d’alta qualitat. Aquests resultats s’aconsegueixen gràcies a l’ús d’equips que funcionen en una quadrícula dimensional, que es calcula en micres unitaris.
Com funcionen aquests equips?
La part funcional d'aquests equips es basa en projectors ultraviolats LED. Dins d’aquestes impressores 3D hi ha miralls delicats que proporcionen una deflexió precisa dels feixos. per això, es produeix una exposició no seqüencial, sinó completa de les capes de contorn.
Sinterització làser
La sinterització làser, o tecnologia SLS, és un altre tipus de modelatge làser. Per al funcionament, aquests dispositius utilitzen plàstic de baixa fusió. La base del desenvolupament únic és un potent làser que traça els contorns sobre una base de plàstic, fusionant el material. El procés es repeteix fins a obtenir un model complet. un desavantatge significatiu de la sinterització làser és la porositat dels models resultants. no obstant això, això no afecta la força de cap manera. es creu que els models obtinguts per aquest mètode són els més duradors. La instal·lació per a la sinterització làser té un cost bastant elevat i el procés de formació del model en si suposa un llarg període de temps.
Quins materials s’utilitzen per crear models 3D?
Com ja s’ha esmentat, el material principal utilitzat en les impressores 3D és el termoplàstic. Es presenta en dos formats: ABS i PLA. A més, s’han generalitzat materials com el niló, el polietilè, el policarbonat i altres tipus de materials que s’utilitzen a la indústria.
Moltes impressores 3D consisteixen a barrejar diversos tipus de materials, combinant les seves propietats físiques i químiques.
Les instal·lacions que utilitzen metalls per al seu treball són més complexes en la seva estructura. La diferència tecnològica es deu a les funcions del capçal d’impressió, que funciona sobre la base d’un programa d’ordinador. Amb la seva ajuda, s’aplica una massa adhesiva d’unió als llocs on apunta el programa d’ordinador. A continuació, el cap aplica una fina capa de pols metàl·lica a tota la zona de treball. És a dir, el metall no es fon, com és el cas dels plàstics, sinó que s’aplica i s’enganxa en capes en forma de partícules més petites.
Dades interessants sobre les impressores 3D
- La impressió 3D no només s’utilitza a la indústria, sinó que s’utilitza àmpliament en medicina, cuina i fins i tot en espais.
- Cada any, el preu de les impressores 3D es fa més baix i és més assequible. Aviat aquesta tecnologia estarà disponible per a gairebé tothom.
- El primer model 3D es va crear el 1984. Va ser obtinguda per Chuck Hill com a resultat de l'estereolitografia.
- No fa gaire, es van crear òrgans artificials mitjançant una impressora 3D. Les pròtesis d’oïda van ser els primers models.
- En un futur proper, els científics imprimiran el primer model humà.
- La modelització 3D ajudarà a reduir els costos de producció, de manera que la producció de fàbrica aviat esdevindrà rendible.
- Les tecnologies 3D s’utilitzen en cinematografia durant molt de temps per crear models realistes.
- Els científics suggereixen que amb l'ajut del modelatge 3D es poden crear robots que, en lloc de les persones, explorin l'espai.
- Els models 3D de vestits ja s’han mostrat al món. La model Dita Von Teese es va convertir en la primera estrella a portar un vestit estampat en 3D.
