Hay muchas tecnologías con la ayuda de las cuales se realiza este principio natural; cada una tiene sus propias ventajas y áreas óptimas de aplicación. La principal diferencia entre las tecnologías es el material utilizado en el modelo, así como cómo se aplica. Las máquinas de creación de prototipos 3D han estado en funcionamiento durante varias décadas y se utilizan con éxito en varios campos.
Se realiza un prototipo durante el diseño de cualquier producto: con su ayuda, un equipo de diseñadores, diseñadores y tecnólogos determina las posibilidades de producir un modelo determinado. Es muy importante saber cómo se verá la pieza después de tomar una decisión. El modelo puede pasar por veinte o más iteraciones antes de que se apruebe la tecnología de diseño y fabricación del producto final, y solo después de eso se enviará a producción. El mayor obstáculo para la creación de prototipos siempre ha sido el costo, por lo general nunca bajo, pero con las máquinas de creación de prototipos 3D existe la oportunidad de reducir drásticamente los costos.
Actualmente, la creación de prototipos 3D se utiliza en muchas industrias de fabricación. Si nos dirigimos a las industrias automotriz y de aviación, entonces es en ellas donde la creación de prototipos 3D es muy importante. El desafío más importante para estas industrias es reducir el tiempo para desarrollar un nuevo producto. Como regla general, los automóviles y las aerolíneas necesitan al menos de tres a siete años para lanzar un nuevo modelo al mercado. La herramienta para lograr este objetivo es el uso de sistemas CAD industriales para la virtualización y la creación rápida de prototipos 3D. Virtualizar un modelo 3D en una computadora puede conducir a diseños más eficientes, pero tomar la decisión final sin un modelo 3D físico puede ser extremadamente difícil.
Por primera vez, surgió la necesidad de crear modelos 3D (prototipos 3D) directamente a partir de archivos CAD en los sistemas CAD industriales. Pero para otras áreas, como SIG, medicina y otras, es muy importante que el uso de prototipos 3D abra nuevas e ilimitadas posibilidades. Las tecnologías de creación de prototipos 3D actuales proporcionan un enfoque más rentable que reduce significativamente tanto el tiempo como el dinero.
Z Corporation e impresión 3D
Entre las empresas más innovadoras en la creación rápida de prototipos 3D se encuentra Z Corporation, que produce impresoras 3D de inyección de tinta comerciales desde 1997 para ayudar a acelerar el diseño industrial y mejorar la eficiencia del trabajo. Ya sea investigando una nueva banda de rodadura o una suela de varias capas para zapatillas profesionales, un proyecto arquitectónico o modelando el corazón humano, todo esto requiere la creación de modelos físicos.
El método de creación de prototipos 3D de Z Corporation se basa en la unión capa por capa del polvo y reduce el tiempo y el costo de fabricación de un modelo (para obtener una descripción detallada, consulte el artículo "Creación de prototipos tridimensionales").
Por lo general, el costo del equipo para la creación rápida de prototipos en 3D es de más de un millón de rublos, y al menos otro millón se gasta en capacitar a especialistas para trabajar en este equipo. A diferencia de otras máquinas, las impresoras 3D de Z Corporation le costarán un poco más de medio millón de rublos, y el costo de capacitar a un especialista es el costo de su capacitación en un día, ya que estas impresoras son tan fáciles de operar que cualquiera puede usarlas.
Velocidad, bajo costo, versatilidad y la capacidad de obtener modelos 3D en color: todas estas son oportunidades únicas que serán aún más importantes en el futuro para las industrias donde son importantes formas más efectivas de llevar productos y servicios al mercado.
La línea de impresoras 3D se puede dividir aproximadamente en dos tipos principales.
Impresoras 3D universales (Z310 +; Z510)
Impresoras que permiten utilizar una amplia variedad de soportes en aplicaciones que van desde el modelado simple hasta el modelado industrial. Estas impresoras respaldan la mejora continua del flujo de trabajo, así como el desarrollo de materiales de impresión 3D para cumplir con los nuevos requisitos del mercado.
Impresoras 3D de oficina (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Una característica distintiva de esta categoría de impresoras 3D es la conveniencia y facilidad de uso:
• habilidades y capacitación mínimas requeridas;
• la mayoría de las operaciones se realizan automáticamente;
• configuración y diagnóstico automáticos;
• sistema automatizado de carga y reutilización de polvo;
• panel de control intuitivo.
Las impresoras solo funcionan con material compuesto de alta calidad para crear modelos 3D duraderos y de alta precisión.
Nuevos modelos
En junio de 2010, Z Corporation introdujo impresoras 3D de oficina de nivel de entrada a partir de solo $ 19,920 (menos de RUB 600,000), volviendo a ofrecer soluciones para que la creación de prototipos 3D esté disponible para la mayoría de diseñadores, ingenieros, arquitectos y estudiantes.
Las impresoras 3D ZPrinter 150 (monocromática) y ZPrinter 250 (color) son las más compactas, lo que resulta muy conveniente en diversas situaciones, por ejemplo, en aulas o en una pequeña oficina. A diferencia de otras impresoras 3D de calidad comercial, la ZPrinter 150 y la ZPrinter 250 son extremadamente fáciles de usar y tienen el menor costo de producción por cc del modelo desarrollado, que es probablemente el factor determinante al elegir una máquina de creación de prototipos 3D.
Actualmente, es de aproximadamente 7 rublos por 1 cm3, que es el precio de costo más bajo en el campo de la creación de prototipos 3D. Este parámetro se logra mediante la propia tecnología de síntesis capa por capa utilizada en las impresoras 3D por Z Corporation, ya que no hay estructuras de soporte, y el polvo no utilizado se reutiliza para construir modelos posteriores, lo que logra un uso de materiales casi sin desperdicio.
El proceso de posprocesamiento de modelos 3D cultivados también es lo más accesible posible, ya que en el caso más simple es la impregnación habitual del modelo con agua salada, lo que a su vez brinda una oportunidad única de utilizar impresoras 3D Zcorp en instituciones educativas donde existen altos requisitos ambientales y cualquier uso de sustancias químicas nocivas para la salud humana.
Los nuevos modelos de impresoras 3D se fabrican en un nuevo tamaño estándar y ocupan muy poco espacio, casi acercándose al tamaño de las fotocopiadoras de oficina.
Lo que es muy importante y conveniente para la operación: los procesos de carga del trazador están completamente automatizados, desde la instalación de cartuchos con un aglutinante hasta la carga del polvo, que
totalmente automatizado y no permite que se despierte ni un solo gramo de polvo, privando así a los limpiadores del trabajo.
Naturalmente, los nuevos modelos también prevén la eliminación automática y la reutilización del polvo, hasta que se agote o para el siguiente modelo no es necesario agregar polvo, simplemente conectando un nuevo recipiente con él. Por supuesto, las impresoras tienen diagnósticos integrados para la cantidad de consumibles y el estado del proceso de síntesis capa por capa.
La simplicidad y el funcionamiento intuitivo, así como la ausencia de la necesidad de una formación especial, es otra gran ventaja, que permite a un ingeniero o estudiante ponerse a trabajar inmediatamente después de desembalar la impresora 3D y traducir fácilmente su idea en realidad.
Durante la construcción del modelo, la impresora no requiere la presencia de un operador; la intervención humana es necesaria solo en la etapa de inicio de la impresora y está limitada a unos pocos minutos. También es posible controlar de forma remota la impresora, lo que le permite controlar todos los parámetros de la impresión 3D del modelo: incluso si no tiene la capacidad física para controlar el estado actual de la impresora que se muestra en su pantalla LCD, esto puede hacerlo sin levantarse de su asiento, utilizando las capacidades del software Zprint.
Pero, probablemente, ¡la principal ventaja de las impresoras 3D de Z Corporation es la velocidad! La serie ZPrinter imprime de cinco a diez veces más rápido que lo que permiten otras tecnologías de síntesis tridimensional capa por capa, y la capacidad de hacer crecer simultáneamente un número ilimitado de modelos que encajan en el volumen de trabajo de la cámara brinda una ventaja innegable en la velocidad. de producción de modelos y aumenta significativamente la productividad, lo que permite que las impresoras de la serie ZPrinter satisfagan plenamente las necesidades de los usuarios.
Muy a menudo escucho de posibles usuarios de ZPrinter: ¿qué precisión ofrecen las impresoras 3D de Z Corporation? Nosotros mismos estábamos muy interesados en obtener la respuesta a esta pregunta, e hicimos una prueba sencilla: imprimimos un cubo con un lado de 100 mm. Como es fácil de entender a partir del principio de funcionamiento de las impresoras 3D Z Corporation, el error principal se observará a lo largo del eje Z, o, más simplemente, en altura, ya que el proceso de encolado de un modelo a partir de una masa de capa de polvo por La capa implica el secado del adhesivo (aglutinante), como resultado de lo cual aparecerá una contracción vertical. Nuestras mediciones dieron el siguiente resultado: a una altura de 100 mm, la contracción fue de 0,15 mm, que es bastante comparable con la precisión obtenida en las máquinas de moldeo por inyección. Sobre la precisión en el plano X-Y, podemos decir que la proporciona la mecánica de la propia impresora 3D y no depende tanto de la contracción del polvo como de la altura.
La ZPrinter 250 tiene un nuevo y exclusivo sistema de reproducibilidad de color. La gama de colores disponibles para la ZPrinter 450 y 650 también se ha cambiado (ahora muestra recuentos de colores reales) a 180.000 colores únicos para la ZPrinter 450 y 390.000 colores únicos para la ZPrinter 650, respectivamente.
Probablemente muchos se pregunten: ¿por qué solo 64 colores? La respuesta es bastante simple: dado que esta impresora 3D es un modelo de nivel de entrada y está diseñada principalmente para crear modelos de concepto y presentación, el espacio de color limitado es incluso una bendición para tales modelos.
Las principales características de las impresoras 3D de oficina de Z Corporation se muestran en la tabla.
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Caracteristicas |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Resolución, puntos / pulgada | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 300x450 | 600x540 |
| El tamaño mínimo del elemento topológico, mm. | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Color (número de colores únicos por pieza) | Color del material | 64 colores (combinación de colores base) | Color del material | 180.000 colores (amplia gama de colores) | 390.000 colores (número máximo de colores) |
| Velocidad vertical de construcción de un objeto, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Volumen de la cámara de trabajo, mm | 236x185x127 | 236x185x127 | 203x254x203 | 203x254x203 | 254x381x203 |
Basado en materiales de Z Corporation y nuestra propia experiencia
Dmitry Oshkin
Correo electrónico: [email protected]
