Existem muitas tecnologias com a ajuda das quais este princípio natural é realizado; cada uma tem suas próprias vantagens e áreas ideais de aplicação. A principal diferença entre as tecnologias é o material utilizado no modelo, bem como a forma como ele é aplicado. As máquinas de prototipagem 3D estão em operação há várias décadas e são usadas com sucesso em vários campos.
Um protótipo é feito durante o design de qualquer produto: com sua ajuda, uma equipe de designers, designers e tecnólogos determina as possibilidades de produzir um determinado modelo. É muito importante saber como a peça ficará depois de tomar uma decisão. O modelo pode passar por vinte ou mais iterações antes que a tecnologia de projeto e fabricação do produto final seja aprovada, e somente depois ele será enviado para produção. O maior obstáculo para a prototipagem sempre foi o custo - normalmente nunca baixo - mas com as máquinas de prototipagem 3D, há uma oportunidade de reduzir drasticamente os custos.
A prototipagem 3D é usada em muitas indústrias de manufatura hoje. Se nos voltarmos para as indústrias automotiva e de aviação, então é nelas que a prototipagem 3D é muito importante. O desafio mais importante para essas indústrias é reduzir o tempo de desenvolvimento de um novo produto. Como regra, automóveis e companhias aéreas precisam de pelo menos três a sete anos para lançar um novo modelo no mercado. A ferramenta para atingir esse objetivo é o uso de sistemas CAD industriais para virtualização e prototipagem 3D rápida. Virtualizar um modelo 3D em um computador pode levar a projetos mais eficientes, mas tomar a decisão final sem um modelo 3D físico pode ser extremamente difícil.
Pela primeira vez, a necessidade de criar modelos 3D (protótipos 3D) diretamente de arquivos CAD surgiu em sistemas CAD industriais. Mas para outras áreas, como GIS, medicina e outras, é muito importante que o uso de protótipos 3D abra possibilidades novas e ilimitadas. As tecnologias de prototipagem 3D atuais fornecem uma abordagem mais econômica que reduz significativamente o tempo e o dinheiro.
Z Corporation e impressão 3D
Entre as empresas mais inovadoras em prototipagem rápida 3D está a Z Corporation, que produz impressoras 3D a jato de tinta comerciais desde 1997 para ajudar a acelerar o design industrial e melhorar a eficiência do trabalho. Quer se trate de pesquisar um novo piso de pneu ou uma sola de várias camadas para tênis profissionais, um projeto arquitetônico ou modelar o coração humano - tudo isso requer a criação de modelos físicos.
O método de prototipagem 3D da Z Corporation é baseado na colagem camada por camada do pó e reduz o tempo e o custo de fabricação de um modelo (para uma descrição detalhada, consulte o artigo "Prototipagem tridimensional").
Normalmente, o custo do equipamento para prototipagem 3D rápida é de mais de um milhão de rublos, e pelo menos outro milhão é gasto em treinamento de especialistas para trabalhar neste equipamento. Ao contrário de outras máquinas, as impressoras 3D Z Corporation custarão pouco mais de meio milhão de rublos, e o custo do treinamento de um especialista é o custo do seu treinamento em um dia, já que essas impressoras são tão fáceis de operar que qualquer pessoa pode usá-las.
Velocidade, baixo custo, versatilidade e a capacidade de obter modelos 3D em cores - todas essas são oportunidades únicas que serão ainda mais importantes no futuro para as indústrias onde formas mais eficazes de levar produtos e serviços ao mercado são importantes.
A linha de impressoras 3D pode ser dividida em dois tipos principais.
Impressoras 3D universais (Z310 +; Z510)
Impressoras que permitem o uso de uma ampla variedade de mídias em aplicações que vão desde a modelagem simples até a moldagem industrial. Essas impressoras apóiam a melhoria contínua do fluxo de trabalho, bem como o desenvolvimento de materiais de impressão 3D para atender às novas necessidades do mercado.
Impressoras 3D Office (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Uma característica distintiva desta categoria de impressoras 3D é a conveniência e facilidade de uso:
• habilidades e treinamento mínimo necessários;
• a maioria das operações são realizadas automaticamente;
• configuração e diagnósticos automáticos;
• sistema automatizado de carregamento e reaproveitamento do pó;
• painel de controle intuitivo.
As impressoras funcionam apenas com materiais compostos de alta qualidade para criar modelos 3D duráveis e altamente precisos.
Novos modelos
Em junho de 2010, a Z Corporation introduziu impressoras 3D de escritório de nível básico a partir de apenas $ 19.920 (menos de RUB 600.000), oferecendo novamente soluções para tornar a prototipagem 3D disponível para a maioria dos designers, engenheiros, arquitetos e estudantes.
As impressoras 3D ZPrinter 150 (monocromática) e ZPrinter 250 (colorida) são as mais compactas, o que é muito prático em várias situações, por exemplo, em salas de aula ou em um pequeno escritório. Ao contrário de outras impressoras 3D de nível comercial, a ZPrinter 150 e a ZPrinter 250 são extremamente fáceis de usar e têm o menor custo de produção por cc do modelo desenvolvido, o que é provavelmente o fator determinante na escolha de uma máquina de prototipagem 3D.
Atualmente, é cerca de 7 rublos por 1 cm3, que é o preço de custo mais baixo no campo da prototipagem 3D. Este parâmetro é alcançado pela própria tecnologia de síntese camada por camada usada em impressoras 3D pela Z Corporation, uma vez que não há estruturas de suporte e o pó não utilizado é reutilizado para construir modelos subsequentes, o que atinge um uso de materiais quase sem resíduos.
O processo de pós-processamento de modelos 3D crescidos também é o mais acessível possível, já que no caso mais simples é a impregnação usual do modelo com água salgada, que por sua vez dá uma oportunidade única de usar impressoras 3D Zcorp em instituições de ensino onde existem elevados requisitos ambientais e qualquer uso de substâncias químicas prejudiciais à saúde humana.
Novos modelos de impressoras 3D são feitos em um novo tamanho padrão e ocupam muito pouco espaço, quase se aproximando do tamanho de copiadoras de escritório.
O que é muito importante e conveniente para a operação - os processos de carregamento do plotter são totalmente automatizados, desde a instalação dos cartuchos com ligante até o carregamento do pó, que
totalmente automatizado e não permite que um único grama de pó desperte, privando assim os limpadores do trabalho.
Naturalmente, os novos modelos prevêem também a retirada e reaproveitamento automáticos do pó, até que se esgote todo ou para o próximo modelo não será necessário adicionar pó, bastando conectar um novo recipiente a ele. Obviamente, as impressoras possuem diagnósticos integrados para a quantidade de consumíveis e o estado do processo de síntese camada por camada.
A simplicidade e a operação intuitiva, bem como a ausência da necessidade de treinamentos especiais, é outra grande vantagem, que permite a um engenheiro ou aluno começar a trabalhar imediatamente após desembalar a impressora 3D e traduzir facilmente sua ideia em realidade.
Durante a construção do modelo, a impressora não requer a presença de operador, a intervenção humana é necessária apenas na fase de acionamento da impressora e é limitada a alguns minutos. Também é possível controlar remotamente a impressora, o que permite controlar todos os parâmetros da impressão 3D do modelo: mesmo que você não tenha a capacidade física de controlar o estado atual da impressora exibida em seu display LCD, isso pode ser feito sem se levantar da cadeira - usando os recursos do software Zprint.
Mas, provavelmente, a principal vantagem das impressoras 3D Z Corporation é a velocidade! A série ZPrinter imprime cinco a dez vezes mais rápido do que outras tecnologias de síntese tridimensional camada por camada permitem, e a capacidade de aumentar simultaneamente um número ilimitado de modelos que cabem no volume de trabalho da câmara dá uma vantagem inegável na velocidade de produção de modelos e aumenta significativamente a produtividade, permitindo que as impressoras da série ZPrinter atendam plenamente as necessidades dos usuários.
Muitas vezes ouço de usuários potenciais da ZPrinter: que precisão as impressoras 3D Z Corporation oferecem? Nós próprios estávamos muito interessados em obter a resposta a esta pergunta e fizemos um teste simples: imprimimos um cubo com um lado de 100 mm. Como é de fácil compreensão desde o princípio de funcionamento das impressoras 3D Z Corporation, o principal erro será observado ao longo do eixo Z, ou, mais simplesmente, em altura, já que o processo de colagem de um modelo a partir de uma camada de massa de pó camada implica a secagem do adesivo (aglutinante), como resultado do que aparecerá uma contração vertical. Nossas medições deram o seguinte resultado: na altura de 100 mm, a contração foi de 0,15 mm, o que é bastante comparável com a precisão obtida nas injetoras. Sobre a precisão no plano X-Y, podemos dizer que ela é fornecida pela própria mecânica da impressora 3D e não depende tanto do encolhimento do pó quanto da altura.
A ZPrinter 250 possui um novo sistema de reprodutibilidade de cores exclusivo. A gama de cores disponíveis para a ZPrinter 450 e 650 também foi alterada (agora mostrando contagens de cores reais) para 180.000 cores exclusivas para a ZPrinter 450 e 390.000 cores exclusivas para a ZPrinter 650, respectivamente.
Provavelmente muitos perguntarão: por que apenas 64 cores? A resposta é bastante simples: como esta impressora 3D é um modelo básico e se destina principalmente à criação de modelos de conceito e apresentação, o espaço de cores limitado é até uma vantagem para esses modelos.
As principais características das impressoras 3D de escritório da Z Corporation são mostradas na tabela.
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Características |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Resolução, pontos / polegada | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| O tamanho mínimo do elemento topológico, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Cor (número de cores exclusivas por parte) | Cor do material | 64 cores (combinação de cores de base) | Cor do material | 180.000 cores (ampla gama de cores) | 390.000 cores (número máximo de cores) |
| Velocidade vertical de construção de um objeto, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Volume da câmara de trabalho, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Com base em materiais da Z Corporation e em nossa própria experiência
Dmitry Oshkin
E-mail: [email protected]
