Цифровое моделирование и производство — это процесс проектирования и производства, который сочетает в себе 3D-моделирование или компьютерное проектирование (САПР) с аддитивным и субтрактивным производством . Аддитивное производство также известно как 3D-печать , а субтрактивное производство также можно назвать механической обработкой [1] , и многие другие технологии могут быть использованы для физического производства спроектированных объектов. [2]
Цифровые объекты создаются с помощью различных пакетов программного обеспечения САПР с использованием как 2D-векторного рисования , так и 3D-моделирования . Типы 3D-моделей включают каркасные, твердотельные, поверхностные и сетчатые. Проект имеет один или несколько из этих типов моделей. [3]
Для изготовления популярны три машины:
3. 3D-принтер
ЧПУ означает «компьютерное числовое управление». Фрезерные или фрезерные станки с ЧПУ включают в себя фирменное программное обеспечение, которое интерпретирует 2D-векторные чертежи или 3D-модели и преобразует эту информацию в G-код , который представляет определенные функции ЧПУ в буквенно-цифровом формате, который может интерпретировать фрезерный станок с ЧПУ. G-коды управляют станком — механическим устройством с приводом, обычно используемым для изготовления компонентов. [4] Станки с ЧПУ классифицируются в зависимости от количества осей, которыми они обладают, при этом широко распространены 3-, 4- и 5-осевые станки, а промышленные роботы описываются как имеющие до 9 осей. Станки с ЧПУ особенно успешны при фрезеровании таких материалов, как фанера , пластик , пенопласт и металл, на высокой скорости. Станины станков с ЧПУ обычно достаточно велики, чтобы можно было разрезать листы материала размером 4 × 8 футов (123 x 246 см), включая пенопласт толщиной в несколько дюймов.
Лазерный резак — это машина, которая использует лазер для резки таких материалов, как ДСП, матовый картон, фетр, дерево и акрил, толщиной до 3/8 дюйма (1 см). Лазерный резак часто поставляется в комплекте с программным драйвером, который интерпретирует векторные рисунки, созданные любым количеством программных платформ САПР. [5]
Лазерный резак способен модулировать скорость лазерной головки, а также интенсивность и разрешение лазерного луча и, таким образом, способен как резать, так и надрезать материал, а также приближать растровую графику. [6]
Вырезанные из материалов объекты можно использовать при изготовлении физических моделей, для чего потребуется лишь сборка плоских деталей.
3D-принтеры используют различные методы и технологии для сборки физических версий цифровых объектов. Обычно настольные 3D-принтеры могут создавать небольшие пластиковые 3D-объекты. Они используют рулон тонкой пластиковой нити, плавят пластик, а затем помещают его точно для охлаждения и затвердевания. Обычно они строят 3D-объекты снизу вверх из множества очень тонких пластиковых горизонтальных слоев. Этот процесс часто происходит в течение нескольких часов.
Моделирование наплавлением, также известное как изготовление плавленых нитей, использует 3-осевую роботизированную систему, которая экструдирует материал, обычно термопласт, по одному тонкому слою за раз и постепенно создает форму. Примерами машин, использующих этот метод, являются Dimension 768 и Ultimaker.
В стереолитографии используется световой проектор высокой интенсивности, обычно использующий технологию DLP, со светочувствительной полимерной смолой. Он проецирует профиль объекта в один слой, отверждая смолу до твердой формы. Затем принтер немного сдвинет объект с дороги и спроецирует профиль следующего слоя. Примерами устройств, использующих этот метод, являются принтер Form-One и Os-RC Illios.
При селективном лазерном спекании лазер отслеживает форму объекта в слое тонкоизмельченного материала, который можно сплавить вместе под действием тепла лазера. После того, как один слой был прорисован лазером, кровать и частично обработанную деталь убирают, насыпают тонкий слой порошкообразного материала и процесс повторяют. Типичными используемыми материалами являются алюминид, сталь, стекло, термопласты (особенно нейлон) и некоторые виды керамики. Примеры устройств включают Formiga P 110 и Eos EosINT P730.
Порошковые принтеры работают аналогично машинам SLS и обычно используют порошки, которые можно отверждать, затвердевать или иным образом затвердевать путем применения жидкого связующего, которое подается через струйную печатающую головку. Обычными материалами являются гипс, глина, сахарная пудра, шпаклевка для склеивания древесины и мука, которые обычно отверждаются водой, спиртом, уксусом или какой-либо их комбинацией. Основным преимуществом порошковых и SLS-машин является их способность непрерывно поддерживать все части своих объектов на протяжении всего процесса печати неотпечатанным порошком. Это позволяет создавать геометрические формы, которые иначе было бы нелегко создать. Однако эти принтеры зачастую более сложны и дороги. Примерами принтеров, использующих этот метод, являются ZCorp Zprint 400 и 450.
Определения из Викисловаря
СМИ из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Wikiquote
Тексты из Wikisource
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета