Компьютерное 3D-моделирование и прототипирование в AutoCad что это такое

Обновлено: 21.11.2024

Управлять 3D-моделями в AutoCAD очень просто. Тысячи наборов инструментов упрощают специализированную настройку. Кроме того, предустановленные пакеты сократят время разработки!

Вы можете использовать программу автоматизированного проектирования AutoCAD, чтобы помочь творцам в 3D-печати. Это программное обеспечение для проектирования Auto Desk является элитным продуктом, идеально подходящим для всех отраслей промышленности. Многие профессионалы, такие как архитекторы, инженеры и дизайнеры, используют AutoCAD для проектирования.

Программы автоматизированного проектирования известны своей важной ролью в создании прототипов для предприятий, людей в строительной отрасли и т. д. Загрузка программного обеспечения AutoCAD открывает новый мир творчества в области 3D-печати, поскольку оно настолько мощное. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Для чего используется AutoCAD?

Программное обеспечение AutoCAD можно использовать по-разному.

AutoCAD – это программа автоматизированного архитектурного проектирования, используемая для проектирования 3D- и 2D-моделей. Проекты, созданные в AutoCAD, используются для создания прототипов зданий или моделей в различных отраслях, таких как машиностроение, для создания 3D-моделей для 3D-печати.

С AutoCAD ваш опыт 3D-печати стал более творческим и инновационным, чем когда-либо.

AutoCAD по умолчанию является фантастическим инструментом для строительной отрасли.

Кроме того, AutoCAD также получил признание за недавние достижения в области медицины, создающие искусственные заменители. Обширные инструменты и возможности печати делают эту программу для моделирования самой передовой из когда-либо существовавших.

Как AutoCAD работает с 3D-печатью?

Создать прототип продукта до того, как представить идею, намного эффективнее, чем показать ее на бумаге.

AutoCAD работает с процессом 3D-печати, создавая точные и точные 3D-модели. Программа обладает безграничными возможностями, включая создание прототипов, медицинских имплантатов, миниатюрных дисплеев и многого другого.

Подходит ли AutoCAD для 3D-моделирования?

AutoCAD отлично подходит для 3D-моделирования. Как коммерческое программное обеспечение для компьютерного дизайна, включенные пакеты предлагают тысячи инструментов, упрощающих проектирование. AutoCAD предлагает сотни функций, которых нет в других программах САПР.

Для завершения процесса 3D-печати требуется программа САПР. Это программное обеспечение помогает манипулировать определяющими характеристиками трехмерных объектов.

Плюсы AutoCAD

В AutoCAD есть все, что вам нужно, в одной всеобъемлющей программе, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на моделирование, и максимально увеличить время, которое вы тратите на создание.

В частности, вот его преимущества:

AutoCAD поддерживается несколькими интерфейсами

AutoCAD поддерживается несколькими интерфейсами, включая персональный компьютер, смартфон и смарт-планшет. Мобильное приложение AutoCAD делает проектирование 3D-моделей еще более удобным, чем когда-либо прежде.

За дополнительную плату вы также можете обновить свой контракт и получить доступ к своей подписке на нескольких устройствах. Это превосходно, так как позволяет клиентам не платить за две подписки, особенно компаниям или людям, которые используют более одного компьютера (например, личный, а не рабочий и т. д.).

AutoCAD предлагает привлекательные пакеты пакетов

Высокие расходы на AutoCAD отпугивают многих людей, но многие предлагаемые предложения могут повлиять на вас в противном случае. AutoCAD ориентирован в первую очередь на качество продукции и удовлетворенность клиентов. Вот почему они стремятся доказать, что эти инвестиции того стоят, предлагая выгодные предложения, в том числе бесплатное программное обеспечение.

Примеры выгодных предложений AutoCAD:

Снижение стоимости контракта
30-дневная бесплатная пробная версия
БЕСПЛАТНЫЕ обновления программного обеспечения, надстройки, усовершенствования и т. д. по мере их выпуска

Вы можете приобретать контракты AutoCAD ежемесячно или на срок до 3 лет. Чем дольше срок действия договора, тем больше вы сэкономите.

Наборы инструментов AutoCAD, позволяющие сэкономить время

В AutoCAD есть различные наборы инструментов, включающие миллионы интеллектуальных деталей, которые помогут вам сэкономить время, а не срезать углы. Эти дополнительные пакеты упрощают создание 3D-моделей и содержат все необходимое.

Одна уникальная функция включает в себя набор инструментов для архитектуры. Набор инструментов Архитектура помогает пользователям создавать планы этажей с предустановленными моделями, такими как стены и двери.

AutoCAD включает тысячи подобных объектов во все добавленные пакеты. Это делает проектирование намного быстрее и эффективнее.

Минусы AutoCAD

У каждого отличного продукта есть несколько недостатков, таких как высокая стоимость и крутая кривая обучения. Принимая во внимание эти недостатки, указанные ниже, перед покупкой этой программы САПР крайне важно.

AutoCAD — дорогое вложение

Поскольку AutoCAD — это дорогая программа САПР, ее следует рассматривать как долгосрочную инвестицию. В зависимости от выбранного вами контрактного пакета, он может стоить более тысячи долларов.

Существует множество более дешевых альтернатив САПР, но они не обязательно лучше. Причина, по которой эти программы дешевле, заключается в том, что они не включают в себя те же функции.

У AutoCAD крутая кривая обучения

В AutoCAD включены тысячи уникальных функций. К сожалению, обширные функции создают крутую кривую обучения для людей, которые никогда не использовали программу САПР.

Эта продвинутая программа понравится опытным пользователям САПР или быстро учащимся. Несколько доступных опций иногда улучшают погружение на глубину.

У AutoCAD высокие системные требования

Системные требования для AutoCAD чрезвычайно высоки. Эти высокие системные требования не позволяют большинству людей успешно использовать этот AutoCAD даже на обновленных компьютерах, которые соответствуют требованиям. Вот почему у вас должен быть компьютер, превышающий системные требования.

Процессор 3 ГГц и выше
Дисплей 1920 x 1080 с True Color
16 ГБ свободного места на диске

Каждое новое обновление AutoCAD включает множество новых функций, которые значительно повышают требования к системе. Прежде чем инвестировать в AutoCAD, подумайте, поддерживает ли ваш компьютер эти обновления.

Стоит ли приобретать AutoCad для 3D-печати?

Вы должны получить AutoCAD, если вы серьезно относитесь к 3D-печати. Поскольку AutoCAD — это дорогая программа с крутой кривой обучения, очень важно рассматривать ее как долгосрочную инвестицию, особенно если она нужна вам для вашего бизнеса. Убедитесь, что ваш компьютер достаточно мощный для поддержки программы.

Заключение

AutoCAD – это превосходная программа автоматизированного проектирования для 3D-печати, которую мы настоятельно рекомендуем.

Есть много причин, по которым AutoCAD превосходит своих конкурентов в области проектирования:

Это высококачественная программа САПР.
Он включает в себя тысячи профессиональных дизайнов.
Вы получите бесплатное обновление по подписке.
Он предлагает специальные скидки на контракты.

Однако из-за высокой стоимости AutoCAD следует рассматривать как долгосрочную инвестицию. Кроме того, AutoCAD требует обучения, и для работы с программой вам понадобится мощный компьютер.

Узнайте о преимуществах включения программного обеспечения для 3D-моделирования в рабочий процесс проектирования продукта, включая совместную работу в режиме реального времени и многое другое.

Благодаря достижениям в области проектирования и программного обеспечения для 3D-САПР прототипы теперь могут легко оживать на экране компьютера. Современные рабочие процессы открыли новый класс многофункциональных приложений, которые заново определили, что можно разработать за заданный промежуток времени. 3D-моделирование устранило многие недостатки, связанные с устаревшими процессами, и расширило функциональные возможности проектных групп. Давайте рассмотрим несколько способов, с помощью которых 3D-моделирование и 3D-CAD значительно улучшили процесс проектирования.

Экономия затрат

3D-моделирование часто предшествует формальному прототипированию, которое много лет назад включало в себя производство физических итераций. Традиционное 2D-моделирование затрудняет получение истинного представления о форм-факторе конструкции. Это вынуждает дизайнеров создавать прототип за прототипом, чтобы отразить каждое заметное изменение дизайна. Это приводит к большим затратам ресурсов, которые увеличиваются в масштабе при одновременной разработке нескольких продуктов. В конечном счете, компании, скорее всего, предпочтут сохранить это сырье для фактического производства. Не пополнять их со временем.

Современное 3D-моделирование вдыхает жизнь в концепции. Дизайнеры могут манипулировать своими моделями и проверять их со всех сторон. Команды больше не ограничены «плоским» дизайном, что упрощает оценку изменений без затрат ресурсов.

Упрощенное распознавание дефектов

Опираться на простоту манипулирования и выявления недостатков дизайна становится намного проще, когда люди могут применять к проектам другие слои (и тесты). Возьмем, к примеру, картографирование напряжений, где цветная топография выделяет проблемные области. Это является ключевым для продуктов, подвергающихся воздействию различных факторов стресса, таких как тепло, давление и кручение. Современные конструкции включают в себя множество различных геометрических форм — сложные формы стали новой нормой. Беспрепятственная проверка моделей позволяет дизайнерам осматривать каждый уголок проекта, гарантируя, что каждое несовершенство будет идентифицировано и исправлено для следующей итерации.

Простота использования и эффективность

Цифровой дизайн упрощает быстрое внесение множества изменений в каждую итерацию, для чего обычно требуется всего лишь щелчок, выбор или переключение. Улучшенная визуализация, предлагаемая с помощью 3D-моделирования, позволяет пользователю предварительно просмотреть эти изменения со всех точек зрения, упрощая проверку физических изменений, функциональных изменений и уточнение эстетики. В то время как традиционные проекты громоздки и требуют больше времени, 3D-моделирование позволяет создавать новые версии менее чем за 15 минут. Исключительное удобство использования ведущих платформ для 3D-проектирования сокращает время обучения работе с программным обеспечением, обеспечивает гибкость команд и сокращает время обучения.

Непревзойденная детализация и точность

3D-модели позволяют командам создавать любые мыслимые формы, сохраняя при этом производственные возможности, и помогают с относительной легкостью воплощать идеи в жизнь. Современное 3D-моделирование обеспечивает уровень глубины проектирования, недоступный для грубых эскизов или 2D-проектов, например, улучшенный контроль над деталями. Это также позволяет инженерам исследовать физические аспекты конструкции, не ограничиваясь физическими ограничениями.

Что касается совместной работы, то точные детали облегчают передачу специфики данного дизайна. Команды дизайнеров больше не разрознены. Они могут легко общаться с другими командами и заинтересованными сторонами. Приступая к разработке дизайна, необходимо, чтобы на схеме присутствовали все важные элементы. Трехмерные модели позволяют командам добавлять больше деталей, помогая всем оставаться на одной странице.

Почему Fusion 360?

3D-инструменты по своей сути современны, а удаленная работа – отличительная черта современности. Интуитивно понятные и удобные решения, такие как Fusion 360, позволяют членам команды общаться на расстоянии — с помощью инструментов совместной работы в режиме реального времени, таких как комментарии, аннотации и многое другое. Отсутствие офиса не означает, что члены команды должны быть в стороне. Облачное программное обеспечение позволяет создавать один проект за другим, не находясь постоянно за рабочим столом.

Fusion 360 предназначен как для профессиональных дизайнеров, так и для любителей. В дополнение к стандартным инструментам моделирования Fusion 360 предлагает обширный список функций. К ним относятся параметрический дизайн, дизайн электроники, генеративный дизайн, возможности 3D-печати и многое другое. Он также предлагает множество подключаемых модулей и расширений, которые сделают рабочий процесс 3D-моделирования еще более удобным.

Ищете бесплатную программу для 3D-моделирования? Загрузите бесплатную пробную версию Fusion 360 сегодня и ознакомьтесь с обширными учебными видеоматериалами для начинающих на нашем канале YouTube.

На каждом форуме можно найти сотни ответов на вопрос: какое программное обеспечение для 3D мне следует выбрать? Люди всегда перечисляют 3D-программы, которые они используют, но выбрать лучшее программное обеспечение для своих проектов не так-то просто.

Прежде всего, вам нужно знать, что программное обеспечение для 3D делится на две категории: САПР и 3D-моделирование. Важно, чтобы вы знали характер своего проекта, чтобы выбрать правильное программное обеспечение. Для 3D-печати можно использовать как CAD, так и программное обеспечение для 3D-моделирования. Какая тогда разница?

ПО САПР

Раньше инженеры делали сложные технические чертежи вручную, а теперь у них есть программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР). Программное обеспечение САПР основано на геометрических фигурах. Вы начинаете с рисования технической 2D-формы вашего объекта, затем он экструдируется, и можно вносить изменения, такие как резьба, отверстия, защелки. Программное обеспечение САПР позволяет гораздо более точно проектировать. Так как в основе лежит технический эскиз вашего объекта, все должно быть размеренно и точно.

Программное обеспечение САПР используется в таких областях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, аэронавтика, архитектура, в основном везде, где используется машиностроение, а также в моде. Как видите, даже если ваш проект не очень технический, возможно, программное обеспечение САПР будет правильным выбором. Если это так, вы можете найти 25 лучших бесплатных программ САПР здесь. Есть также программное обеспечение САПР с открытым исходным кодом с большим сообществом, которое поможет вам, если у вас возникнут какие-либо вопросы. Как только вы решите, с какой программой САПР вы хотите начать, вы можете использовать наши учебные пособия, чтобы сделать первые шаги в мире автоматизированного проектирования.

Наше руководство по проектированию взаимосвязанных деталей с помощью FreeCAD

Еще одно руководство по созданию 3D-печатной турбины в Fusion 360

ПО для 3D-моделирования

В названии слово «моделирование» уже указывает на назначение этого программного обеспечения. 3D-моделирование более абстрактно, чем программное обеспечение САПР. При использовании программного обеспечения для 3D-моделирования вы работаете с 3D-формами, а не начинаете с 2D-чертежа. Некоторые программы для 3D-моделирования, такие как SculptGL, позволяют моделировать сферу путем добавления, выдавливания и т. д., точно так же, как из настоящей глины.

ПО для 3D-моделирования уже широко используется при создании фильмов, спецэффектов, анимации и 3D-визуализации. Но это не единственные способы его использования. Действительно, его также можно использовать в машиностроении, а также в области медицины или моды. Вы можете научиться 3D-моделированию на лучших онлайн-курсах или самостоятельно с помощью наших руководств .

Информация 3D-модели CAD преобразуется в электрический сигнал для управления 3D-принтером.

Связанные термины:

Скачать в формате PDF

Об этой странице

Аддитивное производство протеза конечности

11.2.5 Селективное лазерное спекание (SLS) и предпочтительные материалы

Трехмерная CAD-модель конечности создается удаленно в «облаке», чтобы исключить потребность в мощных вычислениях на любом отдельном объекте. После создания данных их можно экспортировать в формат общего языка стереолитографической тесселяции (STL) и поставить в очередь для изготовления с использованием селективного лазерного спекания (SLS).

После преобразования в мозаичный формат модель готова к изготовлению. Однако до недавнего времени эту задачу вряд ли мог взять на себя кто-либо, кроме инженера, имеющего отношения с соответствующими поставщиками. Хуже того, примерно до 2007 года выбор материалов ограничивался менее чем прочными термопластами, которые нельзя было использовать ни для чего, кроме временных прототипов.

Однако появление SLS изменило ситуацию, поскольку оно позволило создавать большие, прочные, окончательные детали большой сложности. Полиамид, также известный как нейлон, может быть одновременно прочным и гибким, что делает его достаточно универсальным для удовлетворения многих инженерных потребностей. Это также один из наиболее распространенных материалов, используемых в процессе SLS, что позволяет делать ставки на изготовление среди нескольких поставщиков по всему миру. Таким образом, это изменение добавило методу AM новую степень гибкости.

Сейчас машины SLS существуют по всему миру. Они должны использоваться как можно чаще, чтобы амортизировать затраты на их покупку и техническое обслуживание. В результате возникли сервисы, связывающие потребности дизайнеров с доступной пропускной способностью устройств. Это стало неформальным процессом, при котором файл может быть загружен на сайт, немедленно процитирован и помещен в очередь для следующей доступной машины SLS по всему миру. Затем протез может быть изготовлен в одном из многих мест и доставлен непосредственно пользователю, возможно, в течение нескольких дней после сканирования.

Разработка объединенной физико-вычислительной методологии исследования травм головы младенцев

11.2.1 Развитие головы у детей

Для создания трехмерных моделей головы младенцев с помощью компьютерного моделирования (САПР) с высоким разрешением и достижения максимального уровня репликации были получены посмертные изображения черепа и мозга толщиной 0,35 мм с высоким разрешением 10-дневного младенца. . Пакет Mimics Innovation Suite (Materialise, Бельгия) применялся для сегментации клинических данных из изображений Dicom для создания 3D-модели головы в САПР. Впоследствии 3D CAD педиатрическая голова (черепные кости, головной мозг, швы и роднички) была импортирована из Mimics в 3-matic, где были выполнены операции CAD и разработана успешная сетка анализа КЭ и применена к естественной, но сложной структуре черепа и мозг. Окончательное сегментированное 3D-представление головы человеческого младенца было объединено с тетраэдрической сеткой второго порядка, доступной в Mimics Remesh (3-matic v.10). Узлы каждой анатомической структуры были привязаны к узлам соседних структур. Из-за сложной геометрии это лучше всего достигается путем объединения всех структур вместе и совместного использования узлов поверхности между соседними структурами. Окончательное сегментированное 3D-представление головы человеческого младенца было создано с помощью одного алгоритма создания сетки, доступного в Mimics, который представляет собой тетраэдрическую сетку. Алгоритм тетраэдрической сетки создает сетку, полностью состоящую из 10-узловых тетраэдров, сфокусированных на анатомических поверхностях и интерфейсах, чтобы придать более реалистичную форму и контур черепа и мозга человеческого младенца. Был выбран Abaqus Explicit, так как он одновременно подходит для высокой ударной деформации и может численно поддерживать создание радиально-анизотропных свойств, как показано на рис. 11.1. Для дальнейшего воспроизведения физической модели (Jones et al., 2017) была создана сетка и собрана подкладка овальной формы, представляющая собой заменитель физического скальпа.

Рис. 11.1 .Разработка 3D детской головы и реализация свойств материала фиброзными бороздками на модели костей черепа: (А) затылочная кость, (Б) правая теменная кость, (В) левая теменная кость, (Г) лобные кости и (Д ) совокупность костей черепа.

Достижения в области аддитивного производства и оснастки

10.14.2.3 Разрешение, размер и огранка файла STL

Файл STL представляет собой триангуляцию 3D-модели CAD. Триангуляция поверхности вызывает грани 3D-модели. Размер и количество граней (треугольников) определяют точность поверхностей. Важно контролировать размер и количество треугольников, и это делается путем настройки параметров при создании файла STL из проекта САПР.

Файл STL упрощает сложное математическое описание геометрии поверхности твердого тела в форме, которая легко читается машинами AM. Это делается путем описания модели в точечных данных — треугольнике. Выбор любых трех точек на трехмерной поверхности представляет собой треугольник, описанный этими точками, чтобы аппроксимировать часть поверхности. Треугольник по определению плоский и плоский, без какой-либо кривизны. Если модель содержит кривизну, возникает ошибка или отклонение. Отклонение можно довести до незначительного уровня, уменьшив размер треугольника до определенного практического предела. Если треугольники уменьшаются до гораздо меньшего размера, то количество треугольников увеличивается, как и размер файла. Большинство параметров конфигурации для вывода файлов STL нацелены на решение этой проблемы, чтобы создавать треугольники с наилучшим приближением к геометрии поверхности без увеличения размера файла.

На рис. 2 представлена идеальная модель CAD и грубый файл STL. Грубая аппроксимация файла STL имеет большие области кривизны, отклоняющиеся от исходной геометрии, известной как огранка. При ближайшем рассмотрении отверстия, показанного на рис. 3, видны треугольные края и его истинная форма. Уменьшение размера граней или треугольников даст лучшее приближение, как показано на рис. 4.

Рисунок 2 . Идеальные данные САПР и грубая аппроксимация файла STL

Рисунок 3 . Файл STL с истинной формой и отклонением от исходной геометрии

Рисунок 4. Окончательный файл STL с более качественной огранкой

Достижения в области аддитивного производства и оснастки

10.05.3.3.3 Толщина слоя

Толщина слоя — это толщина среза 3D-модели продукта в системе автоматизированного проектирования (САПР), которая преобразуется в физический слой с помощью лазерной обработки, как показано на рис. 10 . Это то же самое, что и порошковый слой, используемый в процессе, который устанавливается путем изменения высоты платформы сборки. Толщина слоя – еще один важный параметр, напрямую связанный со скоростью производства. При увеличении толщины слоя достигается более высокая скорость производства, а при ее уменьшении - более высокая точность.

Для обработки более толстого слоя требуется более высокая энергия лазера. Однако существует предел, до которого может быть увеличена энергия лазера, поскольку подвод высокой энергии иногда вызывает искажение на поверхности и приводит к неточности. Этого можно избежать, дважды просканировав одну и ту же поверхность с меньшей энергией.

Плотность энергии лазера определяется следующим соотношением (17) :

Это уравнение [2] дает плотность лазерной энергии по толщине слоя порошка. Следует отметить, что предыдущее уравнение [1] давало плотность энергии только на поверхности порошкового слоя. Уравнение [2] выполняется, когда размер лазерного пятна всегда больше расстояния сканирования. Если размер лазерного пятна меньше расстояния сканирования, то уравнение [2] будет состоять из термина «размер пятна», а не расстояния сканирования.

Тонкий слой требует низкой плотности энергии, но позволяет получать плотные изделия с низкой шероховатостью поверхности. Для нанесения тонкого слоя требуется небольшой размер порошка. Использование тонких слоев увеличивает не только время производства, но и стоимость производства. Меньшая толщина слоя также означает меньшую усадку после плавления движущимся лазерным лучом, что повысит точность размеров и гладкость поверхности.

Выбор толщины слоев зависит также от геометрии изготавливаемого изделия. Когда криволинейный объект изготавливается послойно, прямоугольный по своей природе слой не совпадает с контуром криволинейного объекта, что приводит к зазору сбоку объекта, как показано на рисунке 12. Это также называется эффектом лестницы. Размер зазора зависит от толщины слоя. Для более тонких слоев зазор меньше.Но разрыв всегда присутствует в послойном построении; усилие состоит в том, чтобы свести к минимуму этот зазор, чтобы результирующий контур был приемлемым.

Рисунок 12 . Пробел в многоуровневом производстве.

Чтобы максимизировать скорость производства без потери точности из-за эффекта лестницы, толщина слоев в данной сборке оптимизируется. Для вертикальной кромки продукта выбирается большая толщина слоя, а для наклонной кромки выбирается меньшая толщина слоя, как показано на рис. 13 .

Рисунок 13 . Оптимизированная толщина слоя.

Достижения в области аддитивного производства и оснастки

10.12.5.3 Изготовление инструмента из восковой оболочки SL

Для изготовления полости вставки с использованием станка SL 3D-модель CAD из программного обеспечения Catia была скорректирована путем применения значений усадки воска и металлического литья к номинальным размерам. Затем окончательная восковая модель CAD была преобразована в формат STL с помощью программного обеспечения 3D Lightyear. STL — это стандартный формат в индустрии RP, который аппроксимирует поверхности 3D-моделей несколькими треугольными гранями. После выполнения некоторых дополнительных действий с моделью STL, таких как просмотр модели, определение опор и ориентация сборки, окончательный файл CAD был отправлен на машину SLA. В этом исследовании полость для вставки была изготовлена из фотоотверждаемой смолы WaterShed 11 120 на станке 3D SLA-5000™ (рис. 55, справа). Толщина слоя детали, использованной в этом процессе, составляла 0,1 мм. После изготовления вставок SL были проведены операции постобработки, такие как промывка излишков смолы и удаление подложек, и, наконец, вставки сердечника и полости были подвергнуты постотверждению в УФ-печи. Завершающим этапом постобработки была деликатная обработка вставок с помощью очень мелкой наждачной бумаги.

Чтобы повысить механическую жесткость, стабильность и точное выравнивание инструмента, а также свести к минимуму расход эпоксидного материала, была разработана модульная стальная основа пресс-формы. Две стандартные базовые пластины были выточены в прямоугольный карман для установки вставок (Рисунок 56). Опорные плиты были обработаны с использованием высокоскоростного фрезерного станка, чтобы обеспечить требуемые допуски сборки. Затем вставки были вставлены в стальные основания пресс-формы через стальные рамы и заполнены смесью алюминиевого порошка, алюминиевой стружки и эпоксидной смолы (Vantico 5052) (рис. 57).

Рисунок 56 . Базовая пластина обработана в прямоугольный карман.

Воспроизведено из Rahmati, S.; Резаи, М. Р.; Акбари, Дж. Проектирование и производство инструмента для впрыска воска для литья по выплавляемым моделям с использованием быстрой оснастки. Цинхуа Наука. Технол. J. 2009, 14 (1), 108–115.

Рисунок 57 . Вкладыши обратной засыпки вместе с медными охлаждающими трубками.

Машина для вакуумного литья (MCP 006) использовалась для вакуумирования засыпанного материала до желаемого давления в течение часа, чтобы гарантировать отсутствие пузырей во время процесса обратной засыпки. Между тем, для отвода тепла от инструмента во время закачки парафина были применены медные трубы, как показано на рис. 57. Засыпанная смесь придавала вставкам прочность и позволяла отводить тепло через медные трубы и форму. После того, как засыпка затвердела в условиях окружающей среды, поверхность засыпки, которая будет соприкасаться с опорной плитой, была обработана и отшлифована.

Микростереолитография

7.3 Компоненты микростереолитографии для биомедицинских приложений

Сегодня методы быстрого прототипирования широко используются в медицинской сфере, где данные компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии могут быть преобразованы в 3D-модели САПР и использованы для создания копий органов и травм пациента в реальном размере. Micro-SLA также начинает находить применение в биомедицинской области, поскольку позволяет производить компоненты с высоким разрешением и высокой сложностью, которые можно использовать в качестве тканевых каркасов с выбранными размерами и геометрией пор, или для изучения и создания прототипов миниатюрных устройств, таких как небольшие компоненты протеза, адаптированные к анатомии пациента, или для изготовления микроигл или других устройств:

Система EnvisionTEC Perfactory®, коммерческая машина micro-SLA, предназначена для производства полнофункциональных компонентов для медицинского и стоматологического применения, таких как персонализированные корпуса слуховых аппаратов, изготовленные из биосовместимых смол.

Различные группы разработали микроиглы, изготовленные с помощью микро-SLA, для таких приложений, как трансдермальная доставка лекарств [80] . Такие микроиглы должны иметь длину более 100 мкм, чтобы проникнуть в кожу. Для забора крови из кожных кровеносных сосудов необходимо использовать микроиглы длиной не менее 700 мкм. Массивы простых конических микроигл были изготовлены [81, 82] для изучения усилия, необходимого для введения их в кожу человека. Также были изготовлены полимерные микроиглы с антимикробным покрытием [83], а также микроиглы, интегрированные с микроэлектродами и используемые в качестве чрескожных электрохимических сенсоров для обнаружения глюкозы или лактата [84].

Многие авторы изучали использование техники микро-SLA для изготовления тканевых каркасов, поскольку это механические структуры сложной формы, к которым клетки могут прикрепляться, размножаться и расти [85,86]. Тканевые каркасы также представляют собой трехмерную микросреду, которая, как известно, влияет на пролиферацию клеток и позволяет клеткам расти способом, который ближе к нормальной живой ткани по сравнению с клеточными культурами в обычных чашках Петри. Изготовление каркасов с помощью микро-SLA позволяет создавать четко определенные размеры пор, распределение пор, пористость каркаса, связность пор и градиенты пор из большого количества биосовместимых материалов. Недавно были разработаны светочувствительные полимерные и композитные материалы с улучшенной биосовместимостью и биоразлагаемостью, которые также вносят свой вклад в развитие, наблюдаемое в этой области. Потенциальные области применения таких каркасов включают реконструкцию костей [87] и хрящей, а также тканевую инженерию [37]: Lee et al. изготовлены каркасы с помощью микро-SLA для улучшения костной реконструкции; Эксперименты in vitro показали, что преостеобласты прилипают к таким структурам и пролиферируют, а эксперименты in vitro на крысах показали некоторую регенерацию костей через 11 недель [88]. Каркасы, изготовленные с помощью машин micro-SLA, также засевали различными клетками [89,90] и использовали для тканевой инженерии. Также изучались каркасы из эластичных материалов, которые можно использовать в качестве искусственных кровеносных сосудов [91].

3D-печать становится все более популярной в обрабатывающей промышленности. Производственные компании всех форм и размеров теперь используют его для создания прототипов, а также готовой продукции. Хотя существует множество процессов 3D-печати, большинство из них основано на автоматизированном проектировании (САПР). Прежде чем производственная компания сможет построить прототип или продукт с помощью 3D-принтера, она должна спроектировать соответствующий объект в цифровом виде с помощью компьютера. Продолжайте читать, чтобы лучше понять, что такое САПР и какую важную роль она играет в процессах 3D-печати.

Что такое САПР?

CAD — это процесс проектирования объекта с использованием компьютерного программного обеспечения. Существуют различные типы программного обеспечения САПР (см. ниже), например, которые производственные компании используют для разработки своих прототипов и производства. Хотя их функции различаются, все они поддерживают цифровое создание моделей объектов. Компании-производители используют программное обеспечение САПР для проектирования трехмерных моделей объектов с точными формами и размерами.

Некоторые из наиболее распространенных типов программного обеспечения САПР включают следующее:

Автокад
FreeCAD
CATIA
SOLIDWORKS
В форме
LibreCAD
ТурбоCAD

Почему для 3D-печати требуется САПР

Большинство процессов 3D-печати требуют использования программного обеспечения САПР, поскольку оно предоставляет инструкции, необходимые для создания прототипа или продукта. Как вы, возможно, знаете, 3D-принтеры создают объекты, нанося материал на подложку, известную как печатная платформа. Они содержат сопло, соединенное с нитью материала. Материал выдавливается из сопла на печатную платформу. После завершения основы позже в нижней части печатной платформы 3D-принтер начнет работать над следующим слоем.

3D-принтеры регулируются правилами или инструкциями, включенными в файл САПР. Они используют информацию, содержащуюся в файле САПР, чтобы определить, сколько материала необходимо разместить и где именно этот материал следует разместить. Поэтому производственные компании должны заранее создать файл САПР. Используя программное обеспечение САПР, они разработают объектную модель соответствующего размера и размеров. После создания объектной модели файл САПР сохраняется и загружается на 3D-принтер для обработки. Затем 3D-принтер создаст объект, используя инструкции, содержащиеся в файле САПР.

В заключение

CAD — это важный компонент 3D-печати. Без файла САПР у 3D-принтера не будет инструкций, необходимых для создания прототипа или продукта. Файл САПР сообщает 3D-принтеру, сколько материала необходимо разместить и где этот материал следует разместить.

Если вы являетесь экспертом в области САПР, у вас могут возникнуть проблемы с 3D-печатью, передайте эстафету нам, и мы возьмем ее оттуда.

Читайте также: