3Д штампа великих размера укључује различите технологије и материјале и примењује се у многим областима. У ствари, дефиниција "великог" је релативна и не постоји фиксни стандард. Уопштено говорећи, куће, чамци и велики намештај су све велике ствари. 3Д штампа великих размера постепено је постала главна на тржишту јер произвођачи, уметници и предузећа бирају 3Д штампање како би задовољили своје потребе за великим производима. Програмери корак по корак пробијају величину 3Д штампача, пробијају техничке границе и штампају све веће производе. Дакле, које су области примене 3Д штампања великих размера? Шта је са великим 3Д штампачима?
Величина производа често зависи од технологије и материјала, а потребно је пронаћи баланс између прецизности и величине, због чега је избор правог 3Д штампача кључни фактор за успех. Софтвер такође игра важну улогу у креирању великих производа, јер је најбољи начин за штампање великих објеката често њихово штампање у деловима и њихово склапање. 3Д штампани производи великих размера укључују, али нису ограничени на следеће ставке:
●Дисплеи, реквизити и натписи
● Куће и архитектонски елементи
●Индустријски и метални делови
●Намештај и возила
△Центар за биодиверзитет Натуралис у Холандији има сопствену лабораторију за 3Д штампање и користио је два Буилдер Ектреме 1500 Про 3Д штампача да направи реплику тираносауруса рекса
●Музеј диносауруса без тираносауруса рекса сигурно није прави музеј! На основу 3Д скенирања стварног фосила Т. река, Јапански музеј диносауруса 3Д је одштампао 12-метар дугу, 5- метар високу реплику као велики део одштампан помоћу два Буилдер Ектреме великих размера 3Д штампачи који користе ПЛА пластичну нит.
●Кустоси музеја, дизајнери филмских сетова и реквизита, забавни паркови, произвођачи екрана за конференције и Светске изложбе итд. такође бирају 3Д штампаче великог формата да би убрзали производњу. Поред предности у погледу брзине и цене, софтвер за компјутерско пројектовање (ЦАД) такође игра улогу. Велики ефекат, више није потребна никаква вештачка скулптура или секундарна креација. Поред тога, доступан је велики избор материјала, од ултра лагане пене до изузетно издржљивог најлона испуњеног карбонским влакнима.
△Умјетник прекрива гипс преко 17-стопа високе 3Д штампане реплике Микеланђеловог Давида рекреираног за Екпо 2020 Дубаи
●Овај 17-метар висок 3Д штампан Микеланђелов Давид представљен је на сајму Екпо 2020 у Дубаију ради промоције туризма у Фиренци. Немогуће је да довољно велики полимерни 3Д штампач произведе једну реплику са ултра финим детаљима, тако да је подељен на 14 делова за штампање, а затим састављен ручно, са мермерном спољашњошћу ручно осликаном. Унутар 3Д штампаног Давида налази се мрежаста структура која помаже у одржавању тежине на само 550 кг, али има снагу да се правилно спакује и отпреми.
△Немачки Стилес Вербетецхник користи Трацтус3Д велике ФДМ штампаче за производњу светлећих знакова брже од традиционалних метода
●Стилес Вербетецхник, немачка компанија за производњу знакова, изабрала је технологију 3Д штампања великих размера за производњу знакова на отвореном. Не само да је компанија хтела да убрза производњу, већ је такође желела да прави писма у својој кући, уместо да се ослања на стандардне дизајне писама од стране произвођача. Компанија каже да коришћење полимерне ФДМ штампе нуди неограничене могућности дизајна за производњу контурних слова. На пример, дубина слова за осветљене натписе је ограничена на минимум 60 мм у традиционалним методама, али се може смањити на 30 мм у 3Д штампању. Они такође могу да раде увече и викендом, убрзавајући време производње јер 3Д штампачи не морају да се прате током процеса.
△Музеј Смитхсониан 3Д штампао је 120 статуа женских лидера у области СТЕМ у природној величини
Године 2022, Смитхсониан Институтион у Вашингтону отворио је изложбу у част научница, укључујући 120 3Д штампаних статуа у природној величини. Названа „ИфТхенСхеЦан – Изложба“, то је највећа колекција женских статуа икада, од којих је свака штампана коришћењем ФДМ технологије.
куће и архитектонски елементи
Када су у питању велики пројекти 3Д штампања, наравно стамбени пројекти су неопходни. Иако је неколико зграда искључиво 3Д штампано (често захтевају или укључују структурне носаче као што су челична арматура или традиционалне дрвене конструкције), 3Д штампа може послужити због своје брзине, уштеде радне снаге и издржљивости конструкције. За дом и хотел. Очекује се да ће глобално тржиште 3Д штампања у грађевинарству порасти за скоро 20 одсто у наредних пет година.
●Двоспратну зграду на слици испод заједно су завршиле архитектонске и инжењерске компаније Ханнах и Циве анд Пери 3Д Цонструцтион, које су обезбедиле 3Д штампаче. Кућа од 4,000-квадратна метра је продата анонимном понуђачу и биће потребно две године да се заврши. Перијев портални штампач Цобод Бод2, водећи штампач у архитектури 3Д штампања, користи се за екструдирање специјализованих бетонских мешавина за креирање степеништа и других функционалних структура, а на овом пројекту је штампано укупно 330 сати.
слика
△Прва потпуно 3Д штампана двоспратна кућа у Сједињеним Државама налази се у Хјустону
●Поред изградње зграда, 3Д штампачи се широко користе за архитектонске елементе, укључујући фасаде и историјске карактеристике за рестаурацију, и за дизајн ентеријера, укључујући зидове, дисплеје и преграде за просторије. Постоје чак и 3Д штампани подови, 3Д штампани мостови и 3Д штампани вештачки корални гребени. Материјали налик бетону нису једина опција у грађевинарству, полимери такође играју улогу. Бранцх Тецхнологи је специјализована за 3Д штампање великих размера коришћењем роботских полимерних екструдера, стварајући све, од скулптура до свемирских станишта. Његов иновативни систем грађевинских панела под називом БранцхЦлад отвара нове могућности за фасаде зграда. Погледајте само лунарну површину инсталирану на оперативној страни новог свемирског кампа америчког свемирског и ракетног центра (испод). Направљене коришћењем дигиталних скенирања месеца, фасаде показују задивљујућу верност лунарној површини. Позитивни калуп лунарног узорка је 3Д штампан, а затим обојен штукатуром.
слика
△Нови 3Д штампани месечев зид компаније Бранцх Тецхнологи инсталиран је са стране новог свемирског кампа америчког свемирског и ракетног центра
Индустријски и метални делови
слика
△ Метални 3Д штампач Старгате-а Релативити Спаце
●Произвођач ракета Релативити Спаце тврди да је његова 3Д штампана ракета Терран 1 највећа појединачна 3Д штампана структура икада, висока је 35,2 метра и пречника 2,3 метра. Нова генерација ракете компаније, Терран Р, једнако је велика. Оба су 3Д штампана на заштићеном металу користећи 3Д штампач компаније Старгате, користећи технологију роботизованог таложења енергије. Релативити Спаце је рекао да је способност ракете да издржи стрес приликом лансирања била огромна победа, демонстрирајући структурни интегритет њене металне методе 3Д штампања.
слика
△Краљица Максима из Холандије званично је отворила МКС3Д метални мост за 3Д штампање.
●Метални мост преко Амстердамског канала који је дизајнирала лабораторија Јориса Лаармана штампао је МКС3Д коришћењем технологије роботске адитивне производње лука. 12-"паметни мост" од нерђајућег челика дужине метар укључује уграђену сензорску мрежу која помаже истраживачима из Амстердама да проучавају улогу ИоТ система у изграђеном окружењу. Развијена коришћењем техника генеративног дизајна и оптимизације топологије, структура је изузетно лагана. МКС3Д мост такође приказује примену металне 3Д штампе у уметности и скулптури.
●У наставку је још једно МКС3Д штампање које су поставили уметници Маријаграција Абалдо и Паоло Албертели у Торину, италијанском краљевском врту. Названа "Пролаз китова", скулптура од 880 кг приказује пераја кита који пролази са земље. Сви модели направљени током овог пројекта су 3Д штампани.
слика
△„Китови пролаз“ су дизајнирали Мариагразиа Аббалдо и Паоло Албертелли, а 3Д штампао МКС3Д
●Велико метално 3Д штампање може да се користи у многим индустријама, са компанијама у поморству, индустрији нафте и гаса и индустрије тешке грађевинске опреме које могу брже да производе велике делове, често на лицу места. На пример, бродски пропелер испод је 3Д штампан коришћењем ВААМ технологије да би се произвео облик скоро мреже, који је затим машински обрађен на строже толеранције. У овом случају, ВААМ замењује ковање и може се обавити ближе месту где је потребно, користећи мање сировина.
слика
△Овај бродски пропелер је један од првих примера индустријске примене ВААМ технологије
●3Д штампање метала такође може да смањи тежину делова, јер 3Д штампа може да произведе облике који се не могу постићи ковањем или ливењем. Део стајног трапа авиона (испод), димензија 455 к 295 к 805 мм, је први светски део са фузионим 3Д штампаним слојем ласерског праха, према произвођачу штампача СЛМ Солутионс. Не само да је део 15 процената лакши од традиционалних кованих делова, већ технологија такође смањује време обраде. Пошто је компонента део система који преноси оптерећења са точкова на конструкцију авиона, ради чврстоће је направљена од титанијума. Избор материјала даје делу јаке механичке особине док је отпоран на корозију без потребе за премазом, штампан помоћу четвороструког ласера СЛМ 800 3Д штампача. „Адитивна производња помаже у уштеди времена у фази квалификације и сертификације брзом испоруком делова за тестирање. У могућности смо да произведемо главне компоненте у року од неколико дана, а коришћење процеса ковања траје неколико месеци.“
слика
△3Д штампани делови предњег стајног трапа за приватне авионе
3Д штампање великих калупа за ливење металних делова је важна примена 3Д штампања великих размера. За металне индустријске делове који се морају ливети, корак израде калупа је напоран и дуготрајан. Са 3Д штампачима на песку, произвођачи могу директно 3Д штампати одливке и калупе од песка без потребе за моделима у пуној величини. Воклејет-ов ВКС4000 је највећи светски 3Д штампач за ливење у песак и користи технологију млазног млазног везива за производњу не само огромних калупа, већ и хиљада њих у једном процесу штампања.
слика
△Воклејет-ов ВКС4000 штампач (Извор: Вокељет)
намештаја и возила
слика
△Столица произведена у једном комаду помоћу ВАСП 3Д штампача.
●Дизајнери ентеријера такође постепено бирају 3Д штампање великог формата за реализацију сложених дизајна и коришћење јединствених материјала. Полимери, посебно рециклирана пластика, су најчешће коришћени материјали за 3Д штампани намештај, али се могу користити и бетон и метал. Ова школска клупа величине детета у Гамбији (испод) је пример 3Д штампања који одговара практичним потребама. Лаган и издржљив, овај дизајн се може произвести од рециклиране пластике, такође решавајући проблем пластичног отпада. Модел је штампан на Магнум 3Д штампачу у Тхе Индустри Сведен од ПЕТГ пластике, која се обично користи у боцама за пиће.
слика
△ Прототип столова за тестирање концепта 3Д штампаног школског намештаја у Гамбији, вероватно користећи рециклирану пластику
●Постоји безброј примера прелепих 3Д штампаних столица и столова, укључујући НИКСО Висионари Десигн (испод) љупку колекцију столова за кафу направљених од лагане пенасте ПЛА штампане на Цолоссус КСС 3Д штампачу.
слика
△Серија столова за скулптуре Примавера дизајнирана је од стране компаније за архитектуру и дизајн производа НИКСО Висионари Десигн из Дубаија и штампана помоћу ЦолорФабб ПЛА на Цолоссус КСС штампачу (Извор: Цолоссус)
У Гинисову књигу светских рекорда као највећи 3Д штампани чамац и највећи физички 3Д штампани објекат до сада је 3Д штампани чамац на слици испод, дугачак 7,72 метара. Чамац је 2019. године штампао Центар за напредне структуре и композите на Универзитету Мејн. Израђен је од пластике и дрвене целулозе. За 3Д штампање било је потребно само 72 сата, а тежак је 2,2 тоне.
слика
△У потпуности 3Д штампан чамац у природној величини произведен на Универзитету Мејн
●Произвођачи бицикала су такође одабрали технологију 3Д штампања за решавање проблема заваривања у свом производном ланцу. Једноделни 3Д штампани оквир не само да штеди време, већ омогућава нове степене слободе дизајна које нису ограничене структуралним спојевима. Произвођач бицикала је произвео моделе од титанијума, челика и композита од угљеничних влакана. Е-бицикл са челичним оквиром испод из Урвахн-а је масовно произведен коришћењем металног 3Д штампања како би се постигао баланс облика, функције, лагане конструкције и материјала. Специјалне задње еластичне гуме каче задње точкове и стварају нову врсту удобности у вожњи, док челични оквир интегрише мотор и батерију, кажу у компанији.
слика
△Урвахнов електрични бицикл са 3Д штампаним челичним оквиром
Савети за дизајн и софтвер за велике отиске
слика
△30-3Д штампана статуа висока стопа је састављена од 365 појединачних 3Д штампаних делова, а сваком делу је потребно 28 сати да се штампа на 55 3Д штампачима
Једноделна 3Д штампа је често идеална јер елиминише рад на монтажи, убрзава производњу и побољшава структурални интегритет јер нема шавова или површина. Међутим, ако је одштампани објекат толико велик да морате да га поделите на више делова, како да поделите модел на 3Д отиске?
●Да бисте завршили велико 3Д штампање, можете да поделите модел директно у ЦАД софтверу (као што је Фусион360 или Солид Воркс), што има предност што вам омогућава да дизајнирате нека помагала за монтажу и поравнавање, као што су ексери, избочине и жлебови, усне, или рупе и прорези;
●Ако ћете само да лепите велике предмете заједно или користите завртње (само за јаче материјале као што је најлон пуњен карбонским влакнима), можете да препустите операцију цепања алату за сечење као што је Цура. Сегментација је брза и аутоматизована помоћу Цура алата за мреже;
● Када ручно сегментирате дигитални модел, избегавајте да пролазите директно кроз области детаља или области подршке. избегавајте цепање на најслабијем месту у дизајну,
Наиме, оне области које су много тање од остатка модела.
Врхунски 3Д штампач велике величине
слика
△ГЕФЕРТЕЦ Арц60к ВААМ Метални 3Д штампач (Извор: Гефертец)
Ако желите да користите 3Д штампач за креирање делова као што су велики пластични делови, реквизити и знакови, можете користити 3Д штампаче са филаментима великог формата, који су у суштини исти као стони филаментни штампачи. Неки штампачи могу да штампају помоћу издржљивих материјала инжењерског квалитета.
Ако желите да будете већи од највећих ФДМ штампача (плус 1.600 к 1.200 к 1.300), требаће вам 3Д штампач роботске руке, роботска рука са главом екструдера причвршћеном на крају. Могу се поставити на шине или надземни портал, тако да је у теорији могуће штампати до величине доступних шина. Гинисов светски рекорд за највећи 3Д штампач је склоп главе за екструзију портала на Универзитету Мејн, који може да достигне 30,000 к 6,700 к 3,000 мм. Међутим, овај штампач није на продају. Још једна предност штампача за роботске руке је та што често штампају користећи полимере у економичнијем облику пелета
3Д отисци од смоле генерално не могу бити већи од 1,000мм, са неколико изузетака као што су Кингс 1700 Про и 3Д Системс ПроКс 950 због изузетно дугог времена штампања. Смола обично траје дуже од ФДМ.
слика
△Бетонски 3Д штампач средње величине истиче се у уметничким апликацијама великог формата
Бетонски 3Д штампачи су тржиште у процвату, не само за изградњу кућа, већ и за било коју врсту бетонске оплате, намештаја, конструкције, па чак и саксија и скулптура. 3Д штампање веома великих металних делова често се постиже техником 3Д штампања усмереног таложења енергије као што је производња адитива електричног лука (ВААМ). Ове методе користе главу за 3Д штампање монтирану на роботску руку, која има широк домет и ограничена је само величином руке.
