La modélisation 3D est une direction très populaire, en développement et multitâche dans l'industrie informatique aujourd'hui. La création de modèles virtuels de quelque chose est devenue une partie intégrante de la production moderne.
Les technologies modernes ne restent pas immobiles et de nouveaux objets sont inventés chaque jour dans divers domaines scientifiques. L'un de ces savoir-faire est une imprimante 3D. L'invention de cet appareil permet de créer des modèles 3D uniques, dont l'utilisation est possible dans n'importe quelle industrie, de la construction à la médecine.
L'histoire de l'imprimante 3D et qu'est-ce que c'est ?
En fait, les imprimantes 3D industrielles sont apparues il y a longtemps, mais leur existence n'était pas si médiatisée auprès du grand public. Le premier modèle 3D est apparu en 1985. L'imprimante était légèrement fonctionnelle et imprimée en noir et blanc. Déjà en 1988, la production de modèles en couleur a commencé. À l'heure actuelle, il existe un grand nombre de modèles qui fonctionnent sur une large gamme de matériaux. En 2000, les imprimantes 3D ne pouvaient fonctionner qu'avec du plastique ABC. Et aujourd'hui, la gamme de matériaux s'est élargie à plusieurs centaines de matériaux. Ceux-ci incluent: acrylique, béton, hydrogel, papier, gypse, glace, etc.
Déjà en 2005, un modèle d'imprimante est apparu, ce qui a permis de créer des modèles de couleurs. Cet appareil pourrait imprimer la plupart des composants du modèle. En 2014, la première imprimante avec une grande surface d'impression est apparue. Ce développement permet la création de modèles de taille illimitée. Il y a déjà eu une tentative d'imprimer une maison en béton dans sa taille réelle.
Il n'a pas fallu plus d'une journée pour ériger une telle structure. Déjà en 2016, le premier bâtiment imprimé en 3D était présenté à Dubaï. En février 2017, la Russie a également dévoilé une maison entièrement imprimée sur le chantier. Cette année, une imprimante à six axes a également été développée, avec laquelle des éléments complexes seront beaucoup plus faciles à imprimer sans avoir besoin de structures de support. En ce moment, le développement d'imprimantes capables d'imprimer des organes humains, des prothèses, des implants, des carrosseries de voitures et même des aliments bat son plein.
Qu'est-ce qu'une imprimante 3D et quelles fonctions remplit-elle ?
Une imprimante 3D est un appareil spécial pour créer des modèles en trois dimensions. Avec cette machine, vous pouvez créer des modèles tridimensionnels de différentes tailles. Du fait de la sortie d'informations sous forme tridimensionnelle, tous les objets obtenus ont des paramètres physiques réels.
Comment fonctionne une imprimante 3D et comment sont créés de vrais modèles 3D ?
Si nous décrivons le travail d'une imprimante 3D en termes généraux, il y a plusieurs étapes principales de son travail:
- Création d'un modèle 3D dans un programme graphique. A ce stade, le modèle est créé sur l'ordinateur à l'aide de modèles virtuels spéciaux.
- Diviser le modèle en couches.
- L'étape suivante est liée au fonctionnement de l'imprimante elle-même. Il forme une masse d'une poudre spéciale couche par couche, qui est utilisée pour la formation ultérieure du modèle. Une chambre spéciale est créée, qui est remplie de matière plastique.
- Après chaque couche, le matériau est lubrifié avec une couche adhésive, ce qui donne de la solidité au futur modèle.
Types de modélisation 3D
Dans ce domaine, les technologies modernes se développent dans plusieurs directions:
- technologies stéréolithographiques, qui sont abrégées en STL. Format de fichier largement utilisé pour stocker des modèles tridimensionnels d'objets à utiliser dans les technologies additives.
- méthodes d'application des thermoplastiques - FDM. Modélisation de modèles par dépôt de matériau couche par couche.
- frittage laser - SLS. La technologie (SLS) implique l'utilisation d'un ou plusieurs lasers (généralement du dioxyde de carbone) pour fritter des particules d'un matériau pulvérulent afin de former un objet physique tridimensionnel.
Aujourd'hui, la méthode de dépôt couche par couche est la plus populaire et la plus utilisée dans l'industrie.
Les principaux avantages de cette méthode sont:
- utilisation de matériaux de haute qualité et peu coûteux;
- technique d'opération simple;
- respect de l'environnement des matériaux utilisés.
Stéréolithographie laser
Ce type de modélisation 3D est largement utilisé en prothèse dentaire. Une caractéristique distinctive de ce type d'impression est la production d'objets de haute qualité. De tels résultats sont obtenus grâce à l'utilisation d'équipements qui fonctionnent dans une grille dimensionnelle, qui est calculée en microns unitaires.
Comment fonctionne un tel équipement ?
La partie fonctionnelle d'un tel équipement est basée sur des projecteurs ultraviolets à LED. À l'intérieur de ces imprimantes 3D se trouvent des miroirs délicats qui fournissent une déviation précise des faisceaux. pour cette raison, il se produit une exposition non séquentielle mais complète des couches de contour.
Frittage laser
Le frittage laser, ou technologie SLS, est un autre type de modélisation laser. Pour le fonctionnement, ces appareils utilisent du plastique à bas point de fusion. La base du développement unique est un laser puissant qui trace les contours sur une base en plastique, fusionnant le matériau. Le processus est répété jusqu'à ce qu'un modèle complet soit obtenu. un inconvénient important du frittage laser est la porosité des modèles résultants. Cependant, cela n'affecte en aucune façon la force. on pense que les modèles obtenus par cette méthode sont les plus durables. L'installation pour le frittage laser a un coût assez élevé et le processus de formation du modèle lui-même prend beaucoup de temps.
Quels matériaux sont utilisés pour créer des modèles 3D ?
Comme déjà mentionné, le principal matériau utilisé dans les imprimantes 3D est le thermoplastique. Il existe en deux formats: ABS et PLA. De plus, des matériaux tels que le nylon, le polyéthylène, le polycarbonate et d'autres types de matériaux utilisés dans l'industrie se sont répandus.
De nombreuses imprimantes 3D impliquent de mélanger plusieurs types de matériaux, en combinant leurs propriétés physiques et chimiques.
Les installations qui utilisent des métaux pour leur travail sont plus complexes dans leur structure. La différence technologique se résume aux fonctions de la tête d'impression, qui fonctionne sur la base d'un programme informatique. Avec son aide, une masse adhésive de liaison est appliquée aux endroits où pointe le programme informatique. Ensuite, la tête applique une fine couche de poudre métallique sur toute la zone de travail. C'est-à-dire que le métal ne fond pas, comme c'est le cas avec les plastiques, mais est appliqué et collé en couches sous la forme des plus petites particules.
Faits intéressants sur les imprimantes 3D
- L'impression 3D n'est pas seulement utilisée dans l'industrie, elle est largement utilisée en médecine, en cuisine et même dans l'espace.
- Chaque année, le prix des imprimantes 3D devient plus bas et plus abordable. Bientôt, cette technologie sera disponible pour presque tout le monde.
- Le premier modèle 3D a été créé en 1984. Il a été obtenu par Chuck Hill à la suite de la stéréolithographie.
- Il n'y a pas si longtemps, les organes artificiels étaient créés à l'aide d'une imprimante 3D. Les prothèses d'oreille ont été les premiers modèles.
- Dans un futur proche, les scientifiques vont imprimer le premier modèle humain.
- La modélisation 3D aidera à réduire les coûts de production, de sorte que la production en usine deviendra bientôt non rentable.
- Les technologies 3D sont utilisées en cinématographie depuis très longtemps pour créer des modèles réalistes.
- Les scientifiques suggèrent qu'avec l'aide de la modélisation 3D, des robots peuvent être créés qui, à la place des humains, exploreront l'espace.
- Des modèles 3D de robes ont déjà été montrés au monde. La mannequin Dita Von Teese est devenue la première star à porter une robe imprimée en 3D.
