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時から3D印刷技術発明され、従来の製造プロセスが変更されました。部品のプロトタイプと物理モデルを迅速に印刷し、製品開発時間を圧縮することができます。このテクノロジーの原理は、コンピューターファイルからの層ごとに建築材料層であり、最終的に可視的で具体的な3次元オブジェクトを生成します。人々は通常、それがどのように段階的に行われるかを知るために困惑しています。以下では、その実際の操作、典型的なフォーム、および実際のアプリケーションシナリオについて説明します。
3D印刷とは何ですか？
3Dプリンティングマジックは、コンピューターモデルを数百の断面層に切断し、材料を構築することで固体形成にあります。これは、製造業への次元削減の打撃です！従来の処理時には、原材料全体を切り抜けることがあり、その結果、最大80％の廃棄物が生じますが、3Dprintingは金型開発コストを直接節約します！ 1つのマシンのみで達成するのは非常に簡単であり、材料の使用率は95％に上昇しました！
最も破壊的なことは何だと思いますか？従来の減算の製造には、部品を調整するのに数週間かかりますが、現在はCADファイルのみをアップロードするだけで十分であり、48時間手に保持できます。 3D印刷サービスソリューションは、これを効果的に達成できます。
3D印刷の歴史について何を知る必要がありますか？
3D印刷の歴史は、想像できるほど古くありません！
彼らは第二次世界大戦の終わりにこの概念を考案しましたが、それを実装するのに1980年まで彼らがかかりました！それは日本の科学者博士博士川産物がプロトタイプを発明したときでした迅速なプロトタイピング製造コミュニティに衝撃を与えたテクノロジー。
しかし、1986年には、液体樹脂と紫外線を介して粉砕された3次元オブジェクトが可能な3次元リソグラフィー技術を発明したチャールズハルという名前のアメリカ人がいました。かかとで、テキサス大学の2人の教授は、SLSプロセスとして今日の業界で一般的に使用されている焼結材料粉末を使用しているテクノロジーを考え出すことで、新しいトリックを思いつきました。
1990年代後半、パーソナルコンピューターは主流になり始め、設計ソフトウェアはユーザーフレンドリーになり、オープンソース環境が活気になりました。 3Dデザインソフトウェアが大学のキャンパスに登場し始めて以来、3Dプリンターを標準のインクジェット印刷デバイスと同じ寸法に小さくすることを強要しています。
2006年、デスクトップ3Dプリンターは消費者が正式に利用できるようになり、価格は数万ドルから200万ドルの範囲に低下しました。
Covid-19は意図せずに技術の進歩を推進してきました。 2020年、世界中の病院が人工呼吸器のアクセサリーを手に入れるためにレースをしていましたが、エンジニアは3Dプリンターを使用して残業を印刷して部品を一晩配信し、その一部は3Dプリンターを利用して透明な保護フェイスシールドを印刷しました。これは、業界の基準を更新するプロセスを直接促し、現在は医療グレード3Dprinting素材制御された0.1ミリメートルで測定された精度の不一致を備えた生体適合性テストの対象となる必要があります。
3D印刷は、ラボデバイスではなくなりました。大小の工場でも製造プロセスに参加しました。
導電性金属のインクと生分解性の生分解性の生殖器は、材料科学者によって発明されており、これらは印刷技術の進歩を推進しています。これらの2つのフィールドは、互いに競争することで常に手をつないで進歩することは面白いです。
簡単に言えば、3D印刷はどのように機能しますか？
3D印刷のワークフローは、4つの重要なステップに分解でき、図面から完成品までの正確な生産を実現できます。
ステップ1：デジタルモデルを構築する必要があります
CADソフトウェアを使用してゼロから設計するか、3Dスキャナーを使用して物理オブジェクトを正確に複製できます。デザイナーは繰り返し調整できるので、この段階は特に興味深いです3D印刷モデル印刷中に材料を無駄にするのを避けるために、機械部品の壁の厚さを5ミリメートルから3ミリメートルに減らすなどの仮想空間で。
ステップ2：フォーマット変換段階を入力します
ここに注目する価値のある技術的な詳細があります。STL形式は、モザイクパズルを使用して3次元の形状を復元するのと同じように、モデルの表面を無数の三角形のメッシュに分解します。しかし、高度なプレーヤーはすでにAMF形式の使用を開始しています。これは、3D印刷モデルに属性ラベルを追加するなど、色や素材などのより多くの情報を記録できます。この時点で、配置角度を調整し、吊り下げられたアームモデルを印刷することを想像する必要があります。合理的な傾斜角度は、サポート構造を60％減らすことができます。
ステップ3：スライシングソフトウェア
3Dモデルを2Dプロファイルの数百層にカットし、各レイヤーは髪の直径（0.05-0.3ミリメートル）と同じくらい厚くなります。この設定に従ってプリンターの動作を開始します。 FDMプロセスはデスクトップレベルで一般的に使用され、ノズルはプラスチックワイヤを220℃に加熱し、それを形状に押し出します。産業用グレードの機器は、レーザーを使用して金属粉末を即座に溶かし、マイクロメーターレベルの精度を達成します。
ステップ4：重要な後処理ステップ
サポート構造を解体するには、補助フレームを慎重に除去し、ジョイントをサンドペーパーでサンディングする必要があります。航空宇宙部品また、高温の等吸着性プレス治療を受ける必要があり、最終的な品質検査では、レーザースキャナーを使用して寸法誤差が0.1ミリメートル以内であるかどうかを確認する必要があります。これは、人工関節などの医療インプラントにとって重要な基準です。
3D印刷の一般的なタイプは何ですか？
3D印刷サービスで重要な役割を果たす4つの主要なテクノロジーがあります。
1.Sla
1986年に生まれ、今日まで精密製造のエースです。その秘密の武器は紫外線レーザーであり、これは、彫刻ナイフとして光を使用して、最大10分の1の人間の髪の精度で液体樹脂層を固めるようなものです！歯科診療所の目に見えないブレースから宝石デザインのマイクロ彫刻モデルまで、SLAは絹のような医療および精密な製造分野のトップスポットをしっかりと保持しています表面仕上げ機能。
2.FDM
それは3Dプリンティングサービスの費用対効果の王であり、その作業原理は、アップグレードされたホットメルト接着剤ガン、220の加熱プラスウワイヤー、およびそれを形に押し出すようなものです。レイヤー化は肉眼で見えるものですが、利点は機器が安く、デスクトップレベルのマシンを2,000元で購入できることです。これは、大学生がコースデザインを行うのに特に適している、またはメーカーがパーソナライズされた装飾品をDIYするのに適しています。ただし、荷重含有構造コンポーネントを印刷するには、炭素繊維強化ナイロンを処理できる産業用グレードのFDMを使用する必要があります。もちろん、価格も6桁になります。
3。SLS
ナイロンパウダーに直接レーザー焼結されています。 400ワットのレーザービームがどこに行っても、パウダーは即座に密な構造に溶け、さらに良いことに、溶けていないパウダーは自然にサポートを形成し、中空の構造や蛇行パイプなどの複雑な幾何学を印刷することができます。 AdidasのFuturecraft 4D Sports Shoe Midsoleは、SLSテクノロジーを使用してTPUパウダーで印刷されたハニカム構造で、両方とも軽量で優れたクッションを備えています。
4。MJF
マイクロメートルレベルの精度を持つアーティストと見なすことができ、6種類の材料を同時に吹き付けることができます。また、16マイクロメートルの層の厚さ精度により、肉眼では層マークを区別することが困難になります。さらに驚くべきことは、一部の産業モデルが補聴器の精密シェルなど、部品内に導電性ラインを直接印刷できることです。電子コンポーネント、電子製造の従来のプロセスを混乱させています。
医療分野では、色付きの血管マーカーを使用して外科用ガイドを作成するために使用され、外科医が腫瘍と血管の間の空間的関係をはっきりと見ることができます。
4種類の3D印刷技術の比較
| 技術タイプ | 精度（mm） | コア材料 | 印刷速度（cm³/h） | 典型的なアプリケーションシナリオ | 価格帯（10000元） |
| SLA | 0.05 | 医療グレードの光感受性樹脂。 | 30-60 | 目に見えないブレース/精密キャスティング型。 | 50,000-500,000 |
| FDM | 0.1-0.3 | プラ/カーボンファイバーナイロン。 | 50-150 | 教育プロトタイプ/荷重含有構造コンポーネント。 | 2,000〜300,000 |
| SLS | 0.08 | ナイロン12パウダー/TPUエラストマー。 |
20-40
|
スペースブラケット/スポーツシューズミッドソール。 | 400,000〜200万 |
| MJF | 0.016 |
混合光感受性樹脂+導電性材料。
|
10-25 | 手術ガイドプレート/埋め込み電子部品。 | 600,000〜300万 |
どの産業が3D印刷技術を使用していることがよくありますか？
1.ヘルスケア
3Dモデル印刷技術は、医療業界に革新的な変化をもたらしています。テーラーメイドの骨インプラントから補助手術のシミュレーションモデルまで、この技術は治療をより正確で、より安く、より速く回復します。特定のアプリケーションには以下が含まれます：
- カスタマイズされた歯科インプラント：コンピューター設計モデルと患者CTスキャンデータを通じて、口に完全に合うインプラントを印刷します。これにより、快適性が向上するだけでなく、機能が向上します。
- パーソナライズされた補綴物：個人の身体データに応じてカスタマイズされた補綴物は、使用するのに便利であるだけでなく、実際の手足に近づいているため、補綴生産を定性的な飛躍にします。
- 外科シミュレーションの小道具：医師は、患者の臓器の3Dレプリカを使用して、事前に外科計画を実践することができます。これは、複雑な手術にリハーサルを追加し、成功率を大幅に改善することに相当します。
- 正確なドラッグデリバリーツール：特別に設計されています3D印刷デバイス子供向けにカスタマイズされた小量の薬箱など、薬物の投与量を正確に制御でき、薬をより安全にすることができます。
2.航空機の製造
航空機のメーカーは、3D印刷技術を使用して、2つのコア問題を解決します。
- 新しい部品のプロトタイプサンプルをすばやく作成し、従来の金型開口部の長いプロセスを排除します。
- 30年前に航空機の換気部品を回復するために3Dプリントを使用するなど、古いモデルの廃止されたアクセサリーを再現します。
- この方法は、品質を保証し、特別なニーズを満たすだけでなく、多くの生産コストを節約します。
3.オートモービル製造
コンセプトカーのデザインから部品の生産まで、3Dプリンティングは自動車製造のあらゆる側面を変えています。
- レーザー焼結粉末のSLSテクノロジーを使用して、エンジンプロトタイプは48時間で作成できます。
- FDMテクノロジーによって印刷されたテスト部品により、設計チームは新しい構造をすばやく検証できます。
- ポルシェは、3D印刷技術を使用して、クラシックモデルの中止された部分を再現し、クラシックカーに新しい生活を送っています。
4.教育と科学研究
学校は、3D印刷を通じて知識を目に見えるようにし、具体的にしています。
- 印刷ブロンズモデル歴史の授業では、生徒は自分の手でパターンの詳細に触れることができます。
- 生物学のクラスは、透明なヒト臓器モデルを使用して、内部構造を示します。
科学研究機関は、最先端の分野を調査しています。
- コーネル大学は、人工心臓組織を生体材料で印刷しようとしています。
- MITは、印刷可能な微小電子成分を開発しています。
5.毎時消費財産業
3Dプリンティングは、パーソナライズされた製品を生命にもたらします。
- 眼鏡技師は、現場の顔の形状をスキャンして、排他的なフレームを印刷できます。
- ジュエリーデザイナーは、樹脂を使用して、複雑な形のペンダントを印刷します。
- 衣料品ブランドは、3D Woven Sportable Sports Shoesを発売します。
従来の製造にカビを必要とする製品は、3D印刷を通じて小さなバッチで生産できるようになりました。これは、カスタマイズされたニーズに特に適しています。
なぜ3D印刷を使用するのですか？
1.顧客化には大きな利点があります
従来の工場では、まず新しいオブジェクトを作成するために金型を開く必要があり、金型コストだけでも数万元に到達することができます。 3D印刷は異なり、コンピューター上にモデルを構築することで直接動作を開始できます。
目に見える3つの利点：
1.精度は刺繍に匹敵します：JSの軽い硬化を使用して印刷された補聴器（SLA）テクノロジー半分の髪の糸の厚さ（<50ミクロン）のエラー制御を行うと、着用しても耳をまったく傷つけません。
2.色や素材は自由に選択できます。子供向けの誕生日プレゼントをカスタマイズし、印刷用にピンク、青、透明なプラスチックを混ぜ、グラデーションのおもちゃの車を作ります。
3. SAME DAY DERVERY：特定の歯科診療所は、患者の歯科データに基づいて目に見えないブレースを印刷します。午前中に患者が歯科写真を撮った後、午後に排他的な矯正器具を受け取ることができます。
テクニカルサポート：
- SLA（ステレオリソグラフィー）：50μm未満のエラーを印刷できる高精度の詳細（宝石型、補聴器など）。
- マルチマテリアルスプレー：カスタマイズされた消費財（電話、おもちゃ）の色と材料の混合をサポートします。
Case in point: JS uses SLA technology to assist dental clinics print personalized orthodontic appliances based on patient dental data.
2. 3Dプリントの耐砂事項
3Dプリンティングでは、必要な材料の量のみが必要であり、従来の減少製造と比較して廃棄物の生成を減らします。つまり、伐採であるため、チタン合金や炭素繊維複合材料などの高価な材料に特に適しています。
データの比較：
従来のプロセス：航空アルミニウムを切断する場合、最大70％の浪費率。
3D印刷：廃棄物率で10％未満で粉末を再利用することが可能です。
例：JSは、軽量の構造コンポーネントを提供しますドローン生産者50％の材料使用量が増えます。
3.スピードの利点
3D印刷は、金型開発とマルチプロセスの調整の必要性を排除し、製品開発サイクルを大幅に短縮し、迅速なプロトタイピングと小型バッチの生産に特に適しています。
技術効率の比較：
| 技術 | プロトタイプ生産時間（複雑なギアボックス） | 適用可能なシナリオ |
| 伝統的なキャスティング | 2〜4週間（金型製造を含む） | 多数、標準的なピース。 |
| FDM | 12〜24時間 | 設計の実現可能性の迅速な検証。 |
| SLA | 6-8時間（高精度） | 機能的なプロトタイプ、透明コンポーネント。 |
JSの3D印刷技術の利点は何ですか？
従来の印刷店とは異なり、JSは産業用の機器と専門知識を備えた差別化されたソリューションを提供しています。
1.Ultra-high精度と複雑な構造
正確な部品製造（医療機器、航空宇宙コンポーネントなど）のために、業界標準よりもはるかに高い±0.005mm許容値をサポートします。圧力、中空の構造、不規則な表面、その他の形状のない複雑な形状は、金型では達成できません。
2.材料の多様性
50以上を提供しています材料オプション金属（アルミニウム、チタン、ステンレス鋼）、エンジニアリングプラスチック（ピーク）、生体適合性材料などから、自動車、エレクトロニクス、およびヘルスケアセクターのニーズを満たすため。
3.効率的な生産と時間通りの配達
自動化された生産ラインとスマートスケジューリングシステムにより、注文の98％が時間通りに配信され、平均プロジェクトサイクルは15％短くなりました。
小さな小さなバッチのカスタマイズ（単一ピーストライアルなど）と大量生産の間の簡単な移行を可能にします。
4.コスト最適化
- 材料利用アルゴリズムの最適化により、廃棄物と全体的なコストを20％削減できます。
- 事前印刷の欠陥を回避し、やり直しのコストを削減するために、無料の設計レビューサービスが提供されます。
5.廃棄可能な製造
緑色の材料とエネルギー効率の高い機器を使用することで、炭素排出量は15％減少し、廃棄物リサイクル率は最大20％を達成し、グリーン製造の方向に合わせました。
まとめ
3D印刷は、デジタルモデルを物理的なオブジェクトに変換するため、製造の可能性を再定義します。 FDMによる層状スタッキング、SLAによる正確な固化、またはSLSによる粉末融合により、3Dプリンティングは、その機敏なデザイン、高い材料効率、迅速な反復により、従来の制限を克服するために産業を促進しています。
によって促進されます3D印刷サービス、オーダーメイドの医療インプラントから軽量航空宇宙成分の迅速なプロトタイピングまで、複雑な構造の製造が可能になります。テクノロジーの広がりとサービスエコシステムが発展するにつれて、3Dプリントがイノベーションの障壁を低くするだけでなく、カスタマイズの生産をニッチアプリケーションからマスアプリケーションにシフトします。
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FAQ
1.なぜいくつかの3D印刷モデルがサポート構造を必要とするのですか？
3Dプリントでは、モデルのサスペンションまたは傾斜角が高すぎる（たとえば、45°以上）の場合、材料は重力の下で互いに積み重なると簡単に崩壊する可能性があります。サポート構造は、サスペンションセクションをサポートする一時的なフレームワークとして機能し、印刷の正確性と完全性を確保します。
2.なぜデスクトップ印刷よりも高価な産業用グレードの印刷です？
産業印刷の高コストは、チタン合金やエンジニアリングプラスチックなどの材料の要件が高いため、レーザーキャリブレーションや高温システムなどの精密機器のメンテナンス、および技術サポートコストが原因です。同時に、デスクトップ印刷は低コストと使いやすさに焦点を当て、高精度、安定性、大量生産効率を確保する必要があります。
3.金属3Dプリントとプラスチック印刷の違いは何ですか？
金属印刷には高温溶融粉末（SLSなど）が必要であるため、最終製品が強くなりますが、機器は高価で、主に航空宇宙や医療用インプラントなどのハイエンドエリアで使用されます。プラスチック印刷は、溶融堆積または光合成によって形成されます。低コストで、操作が簡単で、プロトタイプや日常の製品に適しており、軽量で経済的です。
4. 3D印刷の再処理の重要なステップは何ですか？
3Dプリントの後処理には、サポート構造の除去、層マークを除去するための表面研磨、強度を高めるための熱処理、および完全な製品が滑らかで耐久性があり、設計要件を満たすための表面スプレーや研磨などの美化ステップが含まれます。
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