Kako deluje 3D tiskalnik? - jasno razloženo
3D tiskalniki postajajo cenejši in bolj zanimivi za zasebne uporabnike. Pojasnjujemo, kako deluje 3D tiskalnik in kakšne različne načine tiskanja so na voljo.
Osnovna funkcionalnost 3D tiskalnikov
Trenutno obstajajo tri različne tehnike 3D-tiskanja. Razlikujejo se po uporabljenem izhodnem materialu in tehniki modeliranja. Osnovno načelo je vedno enako:
- Predloga za 3D-tiskanje ni besedilna datoteka kot pri običajnih tiskalnikih, ampak 3D-predloga, kot jo lahko oblikujemo s programsko opremo CAD.
- Najpogostejše vrste datotek so STL (standardni jezik triangulacije), VRML (jezik za modeliranje navidezne resničnosti) in X3D (razširljiv 3D).
- 3D-tiskalnik se s temi predlogami "napaja". Model je nato zgrajen iz topljivih materialov, prahu ali določene tekočine.
- Vse tri običajne vrste 3D tiskalnikov nanesejo tanke plasti, ki so posamezno utrjene.
3D tiskalnik: kako deluje stereolitografija?
Stereolitografija (SLA) je bila razvita v osemdesetih letih prejšnjega stoletja in je najstarejša tehnologija 3D-tiskanja.
- Tekoča epoksidna smola, ki se nahaja v bazenu, služi kot izhodiščni material.
- V bazenu je dvižna ploščad, ki jo je mogoče premikati gor in dol. 3D model je ustvarjen na tem.
- Na začetku tiskanja je dvigalo tik pod površino smole - približno 0, 05 do 0, 25 mm.
- Laser, ki je pritrjen nad medenico, otrdi prvo plast modela.
- Zdaj se dvigalo nekoliko premakne navzdol. Glede na vrsto tiskalnika in filigransko naravo modela so plasti debele od 0, 05 do 0, 25 mm. Epoksidna smola teče skupaj čez prvo, že utrjeno plast.
- Zdaj je naslednja plast predmeta utrjena in se neopazno prilega prvi, spodnji plasti.
- 3D model je sestavljen plast za plastjo od spodaj navzgor.
- Prednost postopka SLA je gladka površina modela. Vendar tekočina ne nosi previsnih delov, dokler niso popolnoma utrjeni. Zaradi tega bo morda treba uporabiti podporne strukture.
Kako deluje 3D tiskalnik?: Lasersko sintranje
Selektivno lasersko sintranje (SLS) ali selektivno lasersko taljenje (SLM) uporablja prah kot surovino. Večinoma se uporablja prašek poliamid 12. Vendar pa je kot izhodni material možen tudi pesek, obložen s plastiko, kovino ali keramiko v prahu.
- Lasersko sintranje ne uporablja samo enega bazena, temveč tudi dva bazena, ki sta nameščena drug ob drugem, vsaka z dvižno ploščadjo.
- Prašek je surovina v posodi (levo na sliki).
- Valjak pobere prah in ga zvalja čez dvigalo v sosednjem bazenu, ki je na vrhu na začetku.
- Laser prašek topi ali sintra (v primeru keramike), tako da veže in strdi. Ustvari se prva plast predmeta.
- Dvigalo v posodi za prah se malo pomika navzgor, tista v objektnem bazenu se nekoliko spusti.
- Valjček nanese naslednjo plast prahu na prvo, utrjeno plast predmeta in laser se začne ponovno strjevati.
- Torej je model zgrajen plast za plastjo od spodaj navzgor.
- Prednost postopka je vsestranska izbira materialov. Poleg tega ni treba postaviti nobenih opore, saj se prah takoj strdi in obremeni.
- Za razliko od stereolitografije imajo predmeti grobo površino med laserskim sintranjem. Tiskalniki so tudi zelo dragi in so zato bolj razviti za industrijo.
Modeliranje z zloženim nanašanjem (FDM): 3D tiskalniki za zasebne uporabnike
Najbolj razširjena metoda je modeliranje talilnega nanašanja (FDM).
- Uporabljajo se materiali, ki ob vročini postanejo tekoči ali se lahko plesnijo - na primer termoplastični materiali, kot so PVA, PET in najlon, pa tudi čokolada in vosek.
- Material se segreva v šobi in utekočini. Nato ga nanesemo na plast na določenih točkah - zelo podobno klasičnemu tiskanju - in nato ohladimo, da se strdi.
- Tako kot pri drugih postopkih tudi ta ustvari eno plast za drugo.
- Druga pomanjkljivost je, da se model ne strdi popolnoma takoj. Zaradi tega bo morda treba načrtovati podporne strukture.
- Toda tiskalniki in materiali so relativno poceni, zato so primerni tudi za zasebne uporabnike.