Saturs
- Trīsdimensiju vēsture
- Cenu kritumi un spēļu pasaule
- Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
- Jaunumi un jauni materiāli
- Revolūcija revolūcijas laikā
- 3D un nanotehnoloģijas
- Nākotne un izaicinājumi
Avots: Scanrail / Dreamstime.com
Izņemšana:
3D 3D pasaulē pastāv nemitīgas inovācijas. Iepazīstieties ar dažiem tā jaunākajiem lietojumiem un uzziniet arī par tā vēsturi.
Daudziem cilvēkiem 3-D ing (pazīstams arī kā "piedevu ražošana") ir viena no tām pārsteidzošajām tehnoloģijām, kas mums liek justies kā patiesībā dzīvojot nākotnē. Spēja uzbūvēt kaut ko tik sarežģītu kā protezēšanas ekstremitāte vai pilnībā funkcionējoša automašīna joprojām šķiet neizskaidrojams maģijas raksturojums, nevis parasts tehnoloģijas sasniegums.
Tomēr pēdējos pāris gados trīsdimensiju tehnoloģija ir kļuvusi populāra un lētāka, tomēr faktiski (zemes gabala savērpšana) ir trīs gadu desmiti veca. Rūpnieciskie dizaineri un inženieri faktiski ir izmantojuši lielus un dārgus trīsdimensiju modeļus, lai izgatavotu lidmašīnu un automobiļu transportlīdzekļu prototipu detaļas kopš 80. gadu beigām. (Plašāku informāciju par agrīno 3D iznākumu skatiet sadaļā Domājiet, ka 3D iznākums ir pavisam jauns? Padomājiet vēlreiz.)
Kāpēc trīsdimensiju datori šodien ir tik populāri, un kur pārredzamā nākotnē šī tehnoloģija atrodas? Sākumā vispirms runājam par savu pagātni.
Trīsdimensiju vēsture
Pirmo trīsdimensiju prototipu 1981. gadā izstrādāja Dr. Hideo Kodama. Viņš izgudroja inovatīvu metodi, kurā trīsdimensiju plastmasas modeļu ražošanai pa slāņiem izmantoja gaismas jutīgus sveķus, kurus polimerizēja UV gaisma. Tā kā viņš savlaicīgi neiesniedza patenta prasību, tomēr pirmo patentu stereolitogrāfijai (SLA) Čārlzs Halls iesniedza tikai trīs gadus vēlāk - 1984. gadā. Pēc dažiem gadiem, 1988. gadā, tika izveidoti divi citi trīsdimensiju paņēmieni. izgudroja Karls Dekerds Teksasas universitātē un Skots Krumps Stratasys Inc.
1992. gadā Stratasys izstrādāja savu kausēto nogulsnēšanās modelēšanu (FDM), ražošanas tehnoloģiju, kuru pašlaik izmanto lielākā daļa trīsdimensionālo datoru. Trīsdimensiju nozare lēnām parādījās, jo turpināja izgudrot jaunus paņēmienus. Tā kā CAD rīki kļuva arvien modernāki un pieejamāki, piedevu ražošana kļuva arvien izplatītāka.
2000. gadu sākumā gaismu ieraudzīja daži no apbrīnojamākajiem 3D tehnoloģiju, piemēram, pirmās trīsdimensiju protezēšanas kājas. Kad visi patenti 2009. gadā nonāca publiskajā telpā, sākās trīsdimensiju revolūcija, desmitiem novatorisku uzņēmumu sākot ieguldīt jaunos vērienīgos projektos. Jaunākas metodes uzlaboja efektivitāti un samazināja izmaksas, padarot šo tehnoloģiju arvien plašāku un plašāku. Tikai sešos gados, no 2010. līdz 2016. gadam, trīsdimensiju spēle tika veiksmīgi izmantota, lai ražotu pilnībā funkcionējošu automašīnu, pārtikas produktu kosmosa kosmonautu barošanai un ķirurgu palīdzību ar neticami sarežģītām procedūrām.
3-D ing laikmets, kā mēs to šodien zinām un iedomājamies, beidzot ir sācies.
Cenu kritumi un spēļu pasaule
Viens no vissvarīgākajiem iemesliem, kāpēc trīsdimensionālā pieeja kļuva tik izplatīta, bija cenu kritums. Vislielākie sasniegumi bija vērojami pamattehnoloģijā, jo lētākās ierīces kļuva precīzākas, efektīvākas un par pieņemamām cenām. Līdzīgi kā tas, kas notika ar personālo skaitļošanas tehnoloģiju vai mobilajām ierīcēm, trīsdimensiju datori kļūst pieejami gandrīz visiem. Lai arī tie joprojām ir tālu no tā, lai kļūtu par parastu sadzīves tehniku, piemēram, ledusskapi vai televizoru, tagad daudzi mazie un vidējie uzņēmumi var atļauties iegādāties kādu no tiem.
Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
Jūs nevarat uzlabot savas programmēšanas prasmes, kad nevienam nerūp programmatūras kvalitāte.
Masu pielāgošana ļāva daudziem iesācējiem trīsdimensiju savām miniatūrām un figūriņām attīstīt jaunas galda spēles. Kopā ar iespēju sasniegt citādi nesasniedzamus mērķus, izmantojot kopfinansēšanas platformas, daudzi indie uzņēmumi izstrādāja un uzsāka tirgū savas apbrīnojamās idejas. Sākot no tradicionālajām kara spēlēm un beidzot ar revolucionārākiem projektiem, 3-D ing deva ieguldījumu jaunā zelta laikmetā galda spēļu pasaulē. Katru dienu miljoniem jaunu skaisti veidotu modeļu, figūriņu un miniatūru tiek masveidā ražoti un pārdoti entuziastu priekam visā pasaulē.
Jaunumi un jauni materiāli
Viens no nozīmīgākajiem sasniegumiem 3D attīstībā bija lielu jaunu materiālu klāsta pievienošana, kas ļauj plašu pielietojumu. Tagad s var būt mīksts, kaļams, elastīgs vai īpaši izturīgs.
Formas atmiņas polimēriem (SMP) ir spēja atgriezties sākotnējā formā pēc deformācijas, kad tos pakļauj īpašiem stimuliem, piemēram, karstumam vai spiedienam. Piedevu ražošanu var izmantot kaulu, skrimšļu un muskuļu struktūrām, lai implantētu plaša mēroga cilvēkus. Jaunas tabletes var rediģēt pa slānim, lai manipulētu ar zāļu sastāvu un pēc izdalīšanās ar precizitāti izlaistu to asinsritē. 3-D ing var pat izmantot, lai pilnībā izmantotu plānāko, spēcīgāko un elastīgāko materiālu pasaulē: grafēnu.
Tomēr viens no lielākajiem soļiem uz priekšu šajā tehnoloģijā nāca ar mazāk futūristisku metālu veidošanu. Lai arī tas joprojām ir daudz dārgāks par plastmasas ražošanu, tā pielietojumu ir tik daudz (sākot no autobūves un beidzot ar aviācijas un medicīnas nozari, lai nosauktu dažus), ka sagaidāms, ka tā cenas tuvākajā nākotnē ļoti strauji pazemināsies. (Lai uzzinātu vairāk par to, kas ir trīsdimensiju materiāls - un kas tas nav - apskatiet trīsdimensiju modeļus, kas vēl nav replikatori, taču šie cilvēki to izmanto.)
Revolūcija revolūcijas laikā
3D produkti nav tikai tehnoloģiska revolūcija to produktu dēļ, kurus varētu ražot. Tas ir mainījis tradicionālās apjomradītos ietaupījumus apstrādes rūpniecībā kopumā.
Ar vienu un to pašu aprīkojumu var izgatavot dažādus priekšmetus, vienkārši relatīvi vienkāršās programmatūras interfeisā mainot digitālo zilo krāsu. Noliktavas, kas ir pilnas ar rezerves daļām, tagad ir pilnīgi nevajadzīgas, jo tagad tās pastāv tikai mākonī un ir gatavas dažu minūšu laikā lejupielādēšanai uz jebkuru vietu.
Ar 3-D modeļiem izstrādātie dizaini var būt daudz sarežģītāki nekā tradicionālie, un tiem ir nepieciešams mazāk materiāla un darba, kā arī mazāk apdares un apstrādes, lai noņemtu raupjas virsmas. Gatavie izstrādājumi ir vieglāki, vieglāk transportējami un tāpēc lētāki.
3D un nanotehnoloģijas
Piedevu ražošana ir gatava laulībai ar citu pārsteidzošu tehnoloģiju: nanotehnoloģiju. Vairāki uzņēmumi jau ir ieviesuši oglekļa nanocaurules, lai pastiprinātu trīsdimensiju plastmasas priekšmetus, pārklājot to pavedienus ar oglekļa nanocauruļu tinti. Rezultāts ir daudz spēcīgāks un izturīgāks produkts, taču tas ir tikai aisberga redzamā daļa.
Daži no pieteikumiem ir vienkārši elpu aizraujoši. 2013. gadā amerikāņu zinātnieku grupa izstrādāja ārkārtīgi efektīvu akumulatoru, izmantojot tinti, kas satur litija jonu nanodaļiņas. Visa baterija bija trīsdimensionāla, lai tā būtu tik maza kā smilšu grauds! Izmantojot šo tehnoloģiju, mēs varam paredzēt trīsdimensiju elastīgu ekrānu un bateriju ražošanu vai pārklājuma slāņus, kas nav biezāki par vienu atomu.
Nākotne un izaicinājumi
3-D ing, bez šaubām, ir viens no revolucionārākajiem izgudrojumiem pagājušajā gadsimtā. Lai arī tas vēl ir agrīnā stadijā, tā mērķis ir vienā vai otrā veidā mainīt veidu, kā mēs ražojam un izgatavojam gandrīz visu, sākot no celtniecības un beidzot ar veselības aprūpi. Tomēr joprojām pastāv daži izaicinājumi, kas padara šo tehnoloģiju diezgan nenobriedušu, lai paņemtu pasauli ar spēku.
Trīsdimensiju pilnvērtīga izmantošana vai pat tikai to kalibrēšana joprojām ir diezgan sarežģīts uzdevums, kas prasa pienācīgu apmācību un īpašu personālu. Ne katram uzņēmumam ir resursi, lai izglītotu darbiniekus darbam ar modelēšanas saskarnēm.
Lai arī masveida ražošana jau ir iespējama, nozare vēl nav gatava pārvaldīt apjomus, kas nepieciešami lielākajai daļai pašreizējo tirgu, piemēram, autobūves nozarei. Trīsdimensiju paņēmieniem joprojām ir jābūt apjomīgiem ar apjomiem, pirms tie pārspēj tradicionālo ražošanu. Arī plaša mēroga mūsu ekonomikas pārveidošana noteikti saskarsies ar zināmu pretestību.
Visas lietas teica, samazinoties izmaksām un paplašinoties to izmantojamībai, trīsdimensiju lietojums turpinās izplatīties arvien dziļāk. Brīdis, kad piedevu ražošana kļūs visuresoša, katru dienu kļūst arvien tuvāk.