Ua
Однією з найбільш захоплюючих і перспективних областей 3D-друку є ґратчасті конструкції, або, як їх ще називають, «геометричні структури». Ці дизайни надають унікальні можливості для створення легких, міцних та складних об'єктів, які раніше були неможливими для виробництва з використанням традиційних методів. У цій статті ми розглянемо посібник із ґратчастих конструкцій у 3D-друку, побачимо їх переваги, особливості проектування, а також способи створення.
Зміст:
- Чому вибирають ґратчасті структури?
- Різновиди ґратчастих форм
- Застосування гратчастих структур у реальних продуктах
- Де можна придбати матеріали для 3D-друку?
Чому вибирають ґратчасті структури?
Розуміння переваг використання ґратчастих структур у різних галузях стає дедалі значущим. Дана технологія, що пронизує безліч інноваційних процесів, починаючи від інженерної справи і закінчуючи медициною, має безліч переваг. Тому вивчення та розуміння її ролі та доцільності у 3D-друку є ключовим аспектом для розвитку цієї важливої галузі.
Економія матеріалу
Гратчасті структури в 3D-друку дозволяють економити матеріал рахунок використання внутрішніх порожнин замість заповнених обсягів. Це здійснюється шляхом створення легкої, а в той же час міцної сітчастої структури, що знижує загальну витрату компонентів при виготовленні деталей. Такий підхід дозволяє створювати вироби з оптимальним поєднанням міцності та мінімальними витратами сировини.
Полегшення
Гратчасті структури полегшують матеріал, створюючи внутрішні порожнини та порожнечі усередині виробів. Це дозволяє знизити загальну вагу проекту, зберігаючи при цьому його міцність та структурну цілісність. Такий підхід сприяє створенню легких та ефективних конструкцій, особливо в областях, де маса відіграє важливу роль, наприклад, в авіації чи автомобілебудуванні.
Поглинання енергії
Ця технологія може поглинати енергію завдяки своїй здатності до деформації та поглинання ударів. Це досягається за рахунок гнучкості та еластичності таких структур, які можуть амортизувати вплив зовнішніх сил та енергії. Такі властивості можуть бути корисні у різних галузях, включаючи виробництво інженерних конструкцій, захисних елементів та спортивних обладнання.
Більше простору на поверхні
Гратчасті конструкції збільшують площу поверхні за рахунок своєї складної геометрії. Це відбувається через безліч дрібних отворів, щілин та виступів, які розширюють доступну поверхню для взаємодії з навколишнім середовищем. Такий підхід може бути корисним для забезпечення хорошого зчеплення, підвищення ефективності охолодження або покращення хімічних реакцій.
Естетика
Ця технологія вважається естетичною завдяки своїй геометричній складності та унікальному зовнішньому вигляду. Її гарний дизайн обумовлений можливістю створення витончених та інтригуючих форм, які можуть бути важко чи неможливо досягти за допомогою традиційних методів виробництва. Крім того, гратчасті структури мають своєрідну текстуру та гру світла, що робить їх привабливими для візуального сприйняття.
Різновиди ґратчастих форм
Різні варіанти геометричних структур надають широкий спектр можливостей для створення унікальних та оптимізованих конструкцій. У контексті технології 3D-друку кожен тип гратчастої форми має свої особливості та переваги, дозволяючи адаптувати процес виробництва під різні потреби та вимоги. Це відкриває нові перспективи в галузі дизайну та інженерії, підвищуючи ефективність та функціональність виробів, що створюються.
Грати TPMS
TPMS (Triply Periodic Minimal Surfaces) – це геометричні форми, які можуть бути використані для створення складних та міцних грат у різних додатках. Ці структури мають унікальні властивості, такі як рівномірний розподіл навантажень і оптимальна міцність при мінімальному витраті матеріалу. Використання грат TPMS дозволяє створювати легкі, міцні та функціональні деталі для широкого спектру застосувань, від промисловості до медицини та дизайну.
Грати балок
Даний варіант складається з сітки балок, що перехрещуються, що створюють міцну і легку конструкцію. Ці грати широко використовуються для виготовлення жорстких та стійких виробів, таких як рами, каркаси та інженерні конструкції. Їх переваги включають високу міцність при мінімальному витраті матеріалу, що робить їх ідеальним вибором для створення легких та міцних деталей у різних галузях промисловості, аерокосмічної галузі, медицини та інших галузях.
Плоскі грати
Ця геометрична композиція є типом гратчастих структур, що характеризуються плоскими поверхнями і відсутністю об'ємних елементів. Вони зазвичай використовуються для створення тонких та легких деталей, таких як екранування, фільтри, сітки чи декоративні елементи. Плоскі грати мають високу пропускну здатність для світла, повітря або інших середовищ, що робить їх корисними в різних відгалуженнях, включаючи архітектуру, електроніку, медицину та мистецтво.
Застосування гратчастих структур у реальних продуктах
Не лише технічні можливості 3D-друку дозволяють створювати складні форми, але й застосування ґратчастих конструкцій відкриває нові горизонти у проектуванні та виробництві різних продуктів. Від інноваційних промислових деталей до унікальних медичних протезів застосування цього методу в реальних виробах демонструє не тільки переваги в галузі легкості та міцності, але й креативні підходи до вирішення складних інженерних завдань.
Автомобільна промисловість
Ця технологія дозволяє створювати легкі та міцні деталі для автомобілів, покращуючи їхню працездатність, економічність та безпеку. Гратчасті структури можуть бути використані у виробництві різних компонентів, включаючи рами, деталі підвіски, решітки радіаторів та інші елементи, що сприяє зниженню ваги машини та збільшенню ефективності споживання палива. Крім того, 3D-друк дозволяє створювати індивідуальні та кастомізовані деталі, що підвищує гнучкість та конкурентоспроможність виготовлення в автомобільній галузі.
Медицина
Застосування ґратчастих структур дозволяє створювати індивідуальні та спеціалізовані медичні пристрої, адаптовані під конкретні потреби пацієнтів. Ці геометричні форми можуть бути використані у виготовленні біосумісних протезів, ортопедичних та дентальних імплантатів, кісткових заступників, моделей органів для навчання та практики хірургів, а також у тканинній інженерії та біопринтингу. Це сприяє покращенню результатів лікування, скорочення часу відновлення та підвищення якості життя пацієнтів.
Теплообмінники
Ці структури можуть використовуватися для створення складних вентиляційних систем, каналів, що охолоджують, і поверхонь з підвищеною тепловіддачею. Гратчасті конструкції дозволяють оптимізувати теплообмін у пристроях, покращуючи їх результативність та продуктивність. Завдяки технології 3D-друку можна створювати індивідуальні та адаптовані деталі з оптимальними параметрами тепловіддачі, що сприяє підвищенню енергоефективності.
Споживчі товари
Adidas Athletic Footwear у співпраці з Carbon 3D у 2017 році випустили кросівки 4DFWD, виготовлену з використанням технології смоли DLP. Це взуття має гратчасту структуру в міжпідошві, призначену для просування бігунів уперед з використанням спеціального одиничного осередку FWD.
Спортивне обладнання
З моменту появи велосипедного сідла Specialized з ґратчастою структурою у 2019 році ця ідея стала дуже затребуваною. Декілька виробників представили свої версії з подібними сидіннями, де замість звичайної пінки використовується дана технологія. Такі сідла забезпечують підтримку за рахунок 3D-друку різних форм та розмірів грат. Виробники пишаються тим, що їх сидіння довговічні, забезпечують хорошу вентиляцію та легко миються. Наприклад, сідло Posedia Joyseat індивідуально підганяє під кожного гонщика, спираючись на його фотографії. Також існує "Smiling Butt Kit" - спеціальний пінопластовий блок, який робить сидіння максимально комфортним з огляду на особливості тіла кожної людини.
Шоломи - ще одна ідеальна можливість застосування легких і поглинаючих удари ґратчастих конструкцій, які часто називають «цифровою піною». Їх використовували у таких видах спорту як американський футбол, хокей, олімпійський бобслей та велосипедні гонки. Фактично, результати лабораторних випробувань шоломів NFL у 2023 році оцінили ряд зразків, представлених на ринку, та помістили два екземпляри з гратчастими структурами, надрукованими на 3D-принтері, на перше та друге місця.
Де можна придбати матеріали для 3D-друку?
Здійсніть свої найсміливіші творчі задуми з нашим широким асортиментом матеріалів для 3D-друку в магазині Артлайн. Ми пропонуємо високоякісні пластикові філаменти та смоли для принтерів. Наші фахівці з радістю дадуть відповідь на всі питання, що стосуються покупок.
м. Київ, вул. Кирилівська, 104
- (080) 033-10-06
- (044) 338-10-06
- (066) 356-10-01
- (097) 356-10-01
- (063) 356-10-01