HDG wyjaśnia, jak działa drukowanie 3D?

Druk 3D stał się znacznie bardziej głównym nurtem, a maszyny do drukowania są dostępne w prawie każdym punkcie ceny. Większość ludzi, którzy chcą drukarki 3D, może prawdopodobnie znaleźć model, na który stać. Mimo to drukowanie 3D jest nadal tak nowe, że niewiele osób wie, jak to działa.

Dlatego teraz jest dobry moment, aby odpowiedzieć na pytanie „Jak działa drukowanie 3D?". Jest bardzo duża szansa, że ​​w końcu będziesz musiał użyć jednego!

Odtąd koncentrujemy się tylko na maszynach addytywnych, ponieważ są one odpowiednie dla przeciętnego konsumenta. Po prostu wiedz, że maszyny do odejmowania należą do tej samej dalszej rodziny drukarek 3D, co ta, którą możesz postawić na biurku.

Modelowanie złożone złożone, stereolitografia i selektywne spiekanie laserowe

Trzy główne metody addytywnego drukowania 3D to FDM (modelowanie osadzania stopionego), stereolitografia (SLA) i selektywne spiekanie laserowe (SLS).

Drukarka FDM DA VINCI

FDM jest najczęstszym systemem klasy konsumenckiej. W przypadku tego typu drukarek filament materiału przechodzi przez gorącą głowę drukowaną. Głowica drukowana jest dokładnie umieszczona w przestrzeni 3D i osadza warstwę materiału zgodnie z dokładnymi zaprogramowanymi instrukcjami. Istnieją różne podejścia do FDM, ale za chwilę dojdziemy do tego.

Drukarka Nobla SLA 

Stereolitografia jest znacznie mniej powszechna w systemach konsumenckich. Te drukarki używają laser. Zwykle obiekt jest „wyciągany” z VAT żywicy, tworząc warstwę po warstwie, gdy unosi się z materiału. W ostatnich latach drukarki SLA stały się bardziej kompaktowe i niedrogie. Jest to więc prawdziwa alternatywa dla drukarek FDM, w zależności od rodzaju ostatecznego modelu, na którym się osiedlacie.

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) wykorzystuje potężny laser do połączenia proszku polimerowego. Rzeczywisty proszek działa jako struktura wspornika drukowania, więc ten rodzaj drukowania nie wymaga specjalnego rusztowania. SLS nie jest rodzajem FDM, który znajdziesz na pulpicie. Na razie jest to technologia przemysłowa.

Drukarki robota kartezjańskiego i delta

Drukarka robota delta

Najczęstszym rodzajem drukarki FDM jest kartezjańska drukarka 3D. Nazwa odnosi się do współrzędnych kartezjańskich. To są współrzędne XYZ, których wszyscy nauczyliśmy się w szkole. Głowicę drukowaną można przenieść do dowolnej współrzędnej XYZ w przestrzeni głośności drukowania. Matematyka jest prosta, drukarki są dość przystępne cenowo, a jakość druku jest precyzyjna.

Jednak w zależności od tego, jak ziarniste są współrzędne XYZ, zakrzywione powierzchnie mogą nie być tak gładkie, jak tylko mogły.

Delta Drukarki robota przyjmują inne podejście. Głowica drukowania jest zamontowana na trzech ramionach, które biegną na trzech szynach. Zmieniając wysokość każdego ramienia, głowica wydruku może się kołysać. Ta konstrukcja pozwala na zamachowanie głowicy drukowanej w prawdziwych krzywych, a także pozwala na wydrukowanie wysokich obiektów w objętości drukowania.

Zasadniczo, im dłużej są szyny, tym wyższy może być model. Zamiast współrzędnych XYZ, drukarki robota Delta używają trygonometrii do obliczania pozycji głowy drukowania. Efektem końcowym jest to, że nie mogą osiągnąć takiej samej rozdzielczości drukowania jak drukarki kartezjańskie.

Aby naprawdę zrozumieć koncepcję robota Delta, musisz ją zobaczyć w akcji. Spójrz na ten film Johanna Rocholla, a szybko otrzymasz koncepcję.

Zwróć uwagę na artykulację na ramionach oraz jak swobodnie i płynnie może się poruszać.

Materiały do ​​drukarki 3D

Drukarki 3D wykorzystują różne materiały, ale istnieją dwie tworzywa sztuczne, które są zdecydowanie najczęstsze w zastosowaniach klasy konsumenckiej: ABS i PLA.

ABS (akrylonitrylowa styren butadiene) jest dokładnie tym samym plastikiem, z którego wykonane są klocki Lego. Ten plastik jest podatny na wypaczenie podczas ochłodzenia i potrzebuje drukarki z podgrzewanym łóżkiem nadruku. Jest dość odporny na uderzenie, ale nie jest szczególnie silny. Nadaje się do tworzenia części prototypowych, a nawet końcowych części, które nie są obciążenia.

PLA (kwas polilowy) ma niską temperaturę topnienia, nie wypacza dużo, jest łatwy w obsłudze i ma mniej nieudanych wydruków. Jest również zdecydowanie zbyt krucha, aby uzyskać praktyczne zastosowanie, ale jest genialny do tworzenia gładkich, szczegółowych modeli, na które należy tylko obejrzeć.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​większość drukarek 3D konsumenckich będzie współpracować z obiema niedrogimi materiałami. Więc możesz je zmienić, jak wymagają Twoje potrzeby.

Nylonowy filament to kolejna opcja, a nawet drukarki, które wykorzystują drewno lub metal jako materiał. Drukarki nowej generacji mogą również obsługiwać więcej niż jeden włókno jednocześnie, umożliwiając mieszane materiały lub nadruki wielokolorowe.

Typowy proces drukowania 3D

Jeśli nigdy się nie wykonałeś 3D, prawdopodobnie jesteś ciekawy, jak to faktycznie działa z perspektywy użytkownika. Chociaż korzystanie z drukarki 3D nie jest tak łatwe, jak powalenie wydruków 2D na laserze lub drukarce atramentowej, nie jest tak trudne, jak można by się wydawać.

Po skonfigurowaniu drukarki zgodnie z instrukcją, z poprawną kalibracją i wyrównaniem, najpierw potrzebujesz modelu do wydrukowania.

Możesz stworzyć własny model, używając czegoś takiego jak ZBrush lub AutoCAD, ale większość ludzi prawdopodobnie pobiera model ze strony internetowej. Pierwszym przystankiem powinno być zdecydowanie Thingverse, który jest prawdopodobnie najsłynniejszą kolekcją modeli zbitnych użytkownika. Istnieje jednak wiele alternatyw.

Po uzyskaniu modelu w kompatybilnym formacie otworzysz go w oprogramowaniu, które dostarczono z Twoją drukarką. Wszystkie wyglądają i działają inaczej, ale podstawowa koncepcja jest taka sama. Możesz także najpierw leczyć model 3D z Meszmixer, który zapewnia, że ​​model 3D jest solidny i odpowiedni do drukowania.

W oprogramowaniu do drukarki 3D wybierzesz rozmiar i jakość modelu, a oprogramowanie przekonwertuje go na „plastry” reprezentujące każdą warstwę drukowaną. Oblicza także „rusztowanie”, które należy wydrukować, aby wspierać model podczas jego tworzenia. Te rzeczy można oderwać po zakończeniu wydruku.

Z całą tą pracą przygotowawczą, druk może się rozpocząć. W zależności od ustawień jakości, możesz długi oczekiwać! Wysokiej jakości odbitki wahają się od kilku godzin do kilku dni. Na szczęście niektóre drukarki 3D pozwalają zdalnie monitorować postęp wydruku za pośrednictwem aplikacji.

Po zakończeniu wydruku usuniesz go z łóżka, a następnie uwolnisz się z rusztowania. W wielu przypadkach musisz zakończyć model za pomocą papieru ściernego i specjalnych narzędzi tnących do usuwania niedoskonałości. Niektóre osoby nawet malują swoje modele! Jedynym prawdziwym limitem jest Twoja kreatywność.

Jeśli masz ochotę kupić drukarkę 3D, są to nasze najlepsze typy, a jeśli masz ograniczony budżet, są to bardziej przyjazne dla kieszeni opcje.