Il existe de nombreuses technologies à l'aide desquelles ce principe naturel est réalisé; chacune a ses propres avantages et ses domaines d'application optimaux. La principale différence entre les technologies est le matériau utilisé dans le modèle, ainsi que la façon dont il est appliqué. Les machines de prototypage 3D fonctionnent depuis plusieurs décennies et sont utilisées avec succès dans divers domaines.
Un prototype est réalisé lors de la conception de tout produit: avec son aide, une équipe de designers, designers et technologues détermine les possibilités de produire un modèle donné. Il est très important de savoir à quoi ressemblera la pièce après avoir pris une décision. Le modèle peut passer par vingt itérations ou plus avant que la technologie de conception et de fabrication du produit final ne soit approuvée, et seulement après cela, il sera envoyé en production. Le plus grand obstacle au prototypage a toujours été le coût - généralement jamais bas - mais avec les machines de prototypage 3D, il existe une opportunité de réduire considérablement les coûts.
Le prototypage 3D est utilisé dans de nombreuses industries manufacturières aujourd'hui. Si nous nous tournons vers les industries de l'automobile et de l'aviation, c'est alors que le prototypage 3D est très important. Le défi le plus important pour ces industries est de réduire le temps de développement d'un nouveau produit. En règle générale, l'automobile et les compagnies aériennes ont besoin d'au moins trois à sept ans pour mettre un nouveau modèle sur le marché. L'outil pour atteindre cet objectif est l'utilisation de systèmes de CAO industriels pour la virtualisation et le prototypage 3D rapide. La virtualisation d'un modèle 3D sur un ordinateur peut conduire à des conceptions plus efficaces, mais prendre la décision finale sans un modèle 3D physique peut être extrêmement difficile.
Pour la première fois, le besoin de créer des modèles 3D (prototypes 3D) directement à partir de fichiers CAO est apparu dans les systèmes CAO industriels. Mais pour d'autres domaines, tels que les SIG, la médecine et autres, il est très important que l'utilisation de prototypes 3D ouvre des possibilités nouvelles et illimitées. Les technologies de prototypage 3D actuelles offrent une approche plus rentable qui réduit considérablement le temps et l'argent.
Z Corporation et l'impression 3D
Parmi les entreprises les plus innovantes en matière de prototypage rapide 3D, on trouve Z Corporation, qui produit des imprimantes 3D à jet d'encre commerciales depuis 1997 pour accélérer la conception industrielle et améliorer l'efficacité du travail. Qu'il s'agisse de rechercher une nouvelle bande de roulement de pneu ou une semelle extérieure multicouche pour des baskets professionnelles, un projet architectural ou la modélisation du cœur humain - tout cela nécessite la création de modèles physiques.
La méthode de prototypage 3D de Z Corporation est basée sur le collage couche par couche de la poudre et réduit le temps et le coût de fabrication d'un modèle (pour une description détaillée, voir l'article «Prototypage tridimensionnel»).
Habituellement, le coût de l'équipement pour le prototypage 3D rapide est supérieur à un million de roubles, et au moins un autre million est consacré à la formation de spécialistes pour travailler sur cet équipement. Contrairement aux autres machines, les imprimantes 3D Z Corporation vous coûteront un peu plus d'un demi-million de roubles, et le coût de la formation d'un spécialiste est le coût de sa formation en une journée, car ces imprimantes sont si faciles à utiliser que tout le monde peut les utiliser.
Vitesse, faible coût, polyvalence et possibilité d'obtenir des modèles 3D couleur - autant d'opportunités uniques qui seront encore plus importantes à l'avenir pour les industries où des moyens plus efficaces de commercialiser des produits et des services sont importants.
La gamme d'imprimantes 3D peut être grossièrement divisée en deux types principaux.
Imprimantes 3D universelles (Z310 +; Z510)
Des imprimantes qui permettent d'utiliser une grande variété de supports dans des applications allant de la simple modélisation au moulage industriel. Ces imprimantes soutiennent l'amélioration continue du flux de travail, ainsi que le développement de matériaux d'impression 3D pour répondre aux nouvelles exigences du marché.
Imprimantes 3D de bureau (Z150; Z250; Z350; Z450; Z650)
Une caractéristique distinctive de cette catégorie d'imprimantes 3D est la commodité et la facilité d'utilisation:
• compétences et formation minimales requises;
• la plupart des opérations sont effectuées automatiquement;
• configuration et diagnostic automatiques;
• système automatisé de chargement et de réutilisation de poudre;
• panneau de commande intuitif.
Les imprimantes ne fonctionnent qu'avec des matériaux composites de haute qualité pour créer des modèles 3D durables et très précis.
Nouveaux modèles
En juin 2010, Z Corporation a lancé des imprimantes 3D de bureau d'entrée de gamme à partir de seulement 19 920 $ (moins de 600 000 RUB), ré-proposant des solutions pour rendre le prototypage 3D accessible à la plupart des concepteurs, ingénieurs, architectes et étudiants.
Les imprimantes 3D ZPrinter 150 (monochrome) et ZPrinter 250 (couleur) sont les plus compactes, ce qui est très pratique dans diverses situations, par exemple dans les salles de classe ou dans un petit bureau. Contrairement aux autres imprimantes 3D de qualité commerciale, les ZPrinter 150 et ZPrinter 250 sont extrêmement faciles à utiliser et présentent le coût de production le plus bas par cm3 du modèle développé, ce qui est probablement le facteur déterminant lors du choix d'une machine de prototypage 3D.
Actuellement, il est d'environ 7 roubles pour 1 cm3, ce qui est le prix de revient le plus bas dans le domaine du prototypage 3D. Ce paramètre est atteint grâce à la technologie de synthèse couche par couche utilisée dans les imprimantes 3D par Z Corporation, car il n'y a pas de structures de support et la poudre inutilisée est réutilisée pour construire des modèles ultérieurs, ce qui permet une utilisation presque sans déchets des matériaux.
Le processus de post-traitement des modèles 3D développés est également aussi accessible que possible, car dans le cas le plus simple, il s'agit de l'imprégnation habituelle du modèle avec de l'eau salée, ce qui donne à son tour une occasion unique d'utiliser les imprimantes 3D Zcorp dans les établissements d'enseignement où il existe des exigences environnementales élevées et toute utilisation de substances chimiques nocives pour la santé humaine.
Les nouveaux modèles d'imprimantes 3D sont fabriqués dans une nouvelle taille standard et prennent très peu de place, se rapprochant presque de la taille des photocopieurs de bureau.
Ce qui est très important et pratique pour le fonctionnement - les processus de chargement du traceur sont entièrement automatisés, à partir de l'installation de cartouches avec un liant jusqu'au chargement de la poudre, qui
entièrement automatisé et ne permet pas à un seul gramme de poudre de se réveiller, privant ainsi les nettoyeurs du travail.
Naturellement, les nouveaux modèles prévoient également l'élimination et la réutilisation automatiques de la poudre, jusqu'à ce qu'elle soit entièrement épuisée ou pour le modèle suivant, vous n'avez pas besoin d'ajouter de poudre, simplement en y connectant un nouveau récipient. Bien entendu, les imprimantes disposent de diagnostics intégrés pour la quantité de consommables et l'état du processus de synthèse couche par couche.
La simplicité et le fonctionnement intuitif, ainsi que l'absence de besoin de formation spéciale, est un autre gros plus, qui permet à un ingénieur ou à un étudiant de se mettre au travail immédiatement après le déballage de l'imprimante 3D et de traduire facilement son idée en réalité.
Lors de la construction du modèle, l'imprimante ne nécessite pas la présence d'un opérateur; l'intervention humaine n'est nécessaire qu'au stade du démarrage de l'imprimante et est limitée à quelques minutes. Il est également possible de contrôler à distance l'imprimante, ce qui permet de contrôler tous les paramètres de l'impression 3D du modèle: même si vous n'avez pas la capacité physique de contrôler l'état actuel de l'imprimante affiché sur son écran LCD, cela peut être fait sans vous lever de votre siège - en utilisant les capacités du logiciel Zprint.
Mais, probablement, le principal avantage des imprimantes 3D Z Corporation est la vitesse! La série ZPrinter imprime cinq à dix fois plus vite que ne le permettent les autres technologies de synthèse tridimensionnelle couche par couche, et la possibilité de faire croître simultanément un nombre illimité de modèles qui s'intègrent dans le volume de travail de la chambre donne un avantage indéniable en termes de vitesse. de la production de modèles et augmente considérablement la productivité, permettant aux imprimantes de la série ZPrinter de répondre pleinement aux besoins des utilisateurs.
Très souvent, j'entends des utilisateurs potentiels de ZPrinter: quelle précision les imprimantes 3D Z Corporation offrent-elles? Nous étions nous-mêmes très intéressés à obtenir la réponse à cette question, et nous avons fait un test simple: nous avons imprimé un cube avec un côté de 100 mm. Comme il est facile à comprendre d'après le principe de fonctionnement des imprimantes 3D Z Corporation, l'erreur principale sera observée le long de l'axe Z, ou, plus simplement, en hauteur, puisque le processus de collage d'un modèle à partir d'une masse de couche de poudre par couche implique le séchage de l'adhésif (liant), à la suite duquel un retrait vertical apparaîtra. Nos mesures ont donné le résultat suivant: à une hauteur de 100 mm, le retrait était de 0,15 mm, ce qui est tout à fait comparable à la précision obtenue sur les presses à injecter. Concernant la précision dans le plan X-Y, on peut dire qu'elle est fournie par la mécanique de l'imprimante 3D elle-même et ne dépend pas autant du retrait de la poudre que de la hauteur.
La ZPrinter 250 dispose d'un nouveau système unique de reproductibilité des couleurs. La gamme de couleurs disponibles pour les imprimantes ZPrinter 450 et 650 a également été modifiée (affichant désormais le véritable nombre de couleurs) à 180 000 couleurs uniques pour la ZPrinter 450 et 390 000 couleurs uniques pour la ZPrinter 650 respectivement.
Beaucoup se demanderont probablement: pourquoi seulement 64 couleurs? La réponse est assez simple: puisque cette imprimante 3D est un modèle d'entrée de gamme et est principalement destinée à la création de modèles de concept et de présentation, l'espace colorimétrique limité est même une aubaine pour de tels modèles.
Les principales caractéristiques des imprimantes 3D de bureau de Z Corporation sont présentées dans le tableau.
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Caractéristiques |
ZPrinter 150 |
ZPrinter 250 |
ZPrinter 350 |
ZPrinter 450 |
ZPrinter 650 |
| Résolution, points / pouce | 300 x 450 | 300 x 450 | 300 x 450 | 300 x 450 | 600 x 540 |
| La taille minimale de l'élément topologique, mm | 0,4 | 0,4 | 0,15 | 0,15 | 0,1 |
| Couleur (nombre de couleurs uniques par pièce) | Couleur du matériau | 64 couleurs (couleur de combinaison de base) | Couleur du matériau | 180000 couleurs (large gamme de couleurs) | 390 000 couleurs (nombre maximum de couleurs) |
| Vitesse verticale de construction d'un objet, mm / h | 20 | 20 | 20 | 23 | 28 |
| Volume de la chambre de travail, mm | 236 x 185 x 127 | 236 x 185 x 127 | 203 x 254 x 203 | 203 x 254 x 203 | 254 x 381 x 203 |
Basé sur les matériaux de Z Corporation et notre propre expérience
Dmitry Oshkin
Courriel: [email protected]
