Jak funguje 3D tiskárna? - Jasně vysvětleno

3D tiskárny se stávají levnější a zajímavější pro soukromé uživatele. Vysvětlíme, jak 3D tiskárna funguje a jaké různé způsoby tisku jsou k dispozici.

Základní funkce 3D tiskáren

V současné době existují tři různé techniky 3D tisku. Liší se použitým výchozím materiálem a technikou modelování. Základní princip je vždy stejný:

• Šablona pro 3D tisk není textový soubor jako u běžných tiskáren, ale 3D šablona, ​​jak ji lze navrhnout pomocí softwaru CAD.
• Nejběžnějšími typy souborů jsou STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modeling Language) a X3D (Extensible 3D).
• 3D tiskárna je „napájena“ těmito šablonami. Model je potom vyroben z tavitelných materiálů, prášku nebo určité kapaliny.
• Všechny tři běžné typy 3D tiskáren používají tenké vrstvy, které jsou jednotlivě kaleny.

3D tiskárna: jak funguje stereolitografie?

Stereolitografie (SLA) byla vyvinuta již v 80. letech a je nejstarší technologií 3D tisku.

• Jako výchozí materiál slouží tekutá epoxidová pryskyřice, která je umístěna v nádrži.
• V bazénu je zvedací plošina, kterou lze posouvat nahoru a dolů. Na tomto je vytvořen 3D model.
• Na začátku tisku je výtah těsně pod povrchem pryskyřice - asi 0, 05 až 0, 25 mm.
• Laser, který je připevněn nad pánví, vytvrdí první vrstvu modelu.
• Nyní se výtah trochu posunul dolů. V závislosti na typu tiskárny a filigránové povaze modelu mají vrstvy tloušťku 0, 05 až 0, 25 mm. Epoxidová pryskyřice běží společně přes první, již vytvrzenou vrstvu.
• Nyní je další vrstva objektu ztvrdlá a bez problémů zapadá do první, podkladové vrstvy.
• 3D model je tvořen vrstvou po vrstvě zdola nahoru.
• Výhodou procesu SLA je hladký povrch modelu. Kapalina však nese převislé části, pokud nejsou zcela kalené. Z tohoto důvodu bude možná nutné použít podpůrné struktury.

Jak funguje 3D tiskárna?: Laserové slinování

Selektivní laserové slinování (SLS) nebo selektivní laserové tání (SLM) používá jako surovinu prášek. Většinou se používá prášek polyamidu 12. Jako výchozí materiál je však také možné použít formovací písek potažený plastovým a kovovým nebo keramickým práškem.

• Laserové slinování používá nejen jednu nádrž, ale dvě nádrže uspořádané vedle sebe, každá se zvedací plošinou.
• Prášek je surovina v povodí (vlevo na obrázku).
• Váleček zachytí prášek a převalí ho nad výtahem v sousedním bazénu, který je na začátku nahoře.
• Laser taví nebo slinuje prášek (v případě keramiky) tak, že se váže a ztvrdne. Vytvoří se první vrstva objektu.
• Výtah v práškové nádrži se trochu posune nahoru, ten v nádrži na objekt se trochu sníží.
• Válec aplikuje další vrstvu prášku na první ztuženou vrstvu předmětu a laser začíná znovu tuhnout.
• Model je tedy vytvářen vrstvu po vrstvě zdola nahoru.
• Výhodou tohoto postupu je univerzální výběr materiálů. Kromě toho nemusí být uspořádány žádné podpěry, protože prášek je okamžitě vytvrzen a nesoucí zatížení.
• Na rozdíl od stereolitografie mají objekty během laserového slinování drsný povrch. Tiskárny jsou také velmi drahé, a jsou proto více vyvinuté pro průmysl.

Fused Deposition Modeling (FDM): 3D tiskárny pro soukromé uživatele

Fúzované depoziční modelování (FDM) je nejrozšířenější metodou.

• Používají se materiály, které se stávají tekutými nebo tvarovatelnými za tepla - například termoplastické materiály jako PVA, PET a nylon, ale také čokoláda a vosk.
• Materiál se zahřívá v trysce a zkapalňuje. Poté se nanáší na vrstvu v určitých bodech - velmi podobnou klasickému tisku - a poté se ochladí, takže ztvrdne.
• Stejně jako u ostatních procesů se vytvoří jedna vrstva za druhou.
• Další nevýhodou je, že model neztvrdne úplně okamžitě. Z tohoto důvodu bude možná nutné naplánovat podpůrné struktury v roce 2007.
• Ale tiskárny a materiály jsou relativně levné, takže jsou vhodné i pro soukromé uživatele.