Цифровое моделирование и изготовление — это процесс проектирования и производства, который объединяет 3D-моделирование или автоматизированное проектирование (САПР) с аддитивным и субтрактивным производством . Аддитивное производство также известно как 3D-печать , в то время как субтрактивное производство может также называться 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 CAD , используя как 2D векторное черчение , так и 3D моделирование . Типы 3D-моделей включают каркасные, твердые, поверхностные и сетчатые. Проект имеет один или несколько из этих типов моделей. [3]
Для изготовления популярны три вида машин:
3. 3D-принтер
ЧПУ означает «числовое программное управление». Фрезерные станки с ЧПУ или маршрутизаторы 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 , приводимым в действие механическим устройством, обычно используемым для изготовления компонентов. [4] Станки с ЧПУ классифицируются в соответствии с количеством осей, которыми они обладают, причем распространены станки с 3, 4 и 5 осями, 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, как правило, достаточно велики, чтобы можно было резать листы материала размером 4' × 8' (123 см x 246 см), включая пенопласт толщиной в несколько дюймов.
Лазерный резак — это машина, которая использует лазер для резки таких материалов, как ДСП, матовый картон, войлок, дерево и акрил толщиной до 3/8 дюйма (1 см). Лазерный резак часто поставляется в комплекте с программным обеспечением драйвера, которое интерпретирует векторные чертежи, созданные любым количеством платформ программного обеспечения 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 создавать растровую графику. [6]
Вырезанные из материалов объекты можно использовать при изготовлении физических моделей, для чего потребуется только сборка плоских частей.
3D-принтеры используют различные методы и технологии для сборки физических версий цифровых объектов. Обычно настольные 3D-принтеры могут изготавливать небольшие пластиковые 3D-объекты. Они используют рулон тонкой пластиковой нити, расплавляют пластик, а затем точно наносят его для охлаждения и затвердевания. Обычно они строят 3D-объекты снизу вверх в серии из множества очень тонких горизонтальных слоев пластика. Этот процесс часто происходит в течение нескольких часов.
Моделирование методом наплавления, также известное как изготовление методом наплавления нитей, использует 3-осевую роботизированную систему, которая выдавливает материал, как правило, термопластик, по одному тонкому слою за раз и постепенно выстраивает форму. Примерами машин, использующих этот метод, являются Dimension 768 и Ultimaker.
Стереолитография использует проектор высокой интенсивности света, обычно использующий технологию DLP, с фоточувствительной полимерной смолой. Он проецирует профиль объекта для построения одного слоя, отверждая смолу в сплошную форму. Затем принтер немного отодвигает объект с пути и проецирует профиль следующего слоя. Примерами устройств, использующих этот метод, являются принтер Form-One и Os-RC Illios.
Селективное лазерное спекание использует лазер для прорисовки формы объекта в слое тонко измельченного материала, который может быть сплавлен вместе путем применения тепла от лазера. После того, как один слой был прорисован лазером, слой и частично готовая деталь убираются с пути, распределяется тонкий слой порошкообразного материала, и процесс повторяется. Типичные используемые материалы: алюминид, сталь, стекло, термопластики (особенно нейлон) и некоторые виды керамики. Примерами устройств являются Formiga P 110 и Eos EosINT P730.
Порошковые принтеры работают аналогично машинам SLS и обычно используют порошки, которые можно отверждать, закалять или иным образом делать твердыми путем нанесения жидкого связующего вещества, которое подается через печатающую головку струйной печати. Распространенными материалами являются гипс, глина, сахарная пудра, шпатлевка для древесного наполнителя и мука, которые обычно отверждаются водой, спиртом, уксусом или некоторой их комбинацией. Главным преимуществом порошковых и SLS-машин является их способность непрерывно поддерживать все части своих объектов на протяжении всего процесса печати неотпечатанным порошком. Это позволяет производить геометрии, которые нелегко создать иным способом. Однако эти принтеры часто более сложные и дорогие. Примерами принтеров, использующих этот метод, являются ZCorp Zprint 400 и 450.
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Викицитатника
Тексты из Викиресурса
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета