3D printeris: kā darbojas labākie pavedieni un kādi tie ir - vienkārši paskaidrots

3D drukāšana kļūst arvien populārāka. Šajā rakstā ir izskaidrots, kā darbojas 3D printeris, kurus pavedienus izmantojat iespaidīgu modeļu drukāšanai, un daži praktiski padomi.

Kā darbojas 3D printeris?

3D printeri ir kā smiltis pie jūras. Attiecīgi ir dažādas metodes, kā printeris izveido modeli. Tomēr principā visiem printeriem var piešķirt vienu no četrām atšķirīgām metodēm.

• No vienas puses, ir stereolitogrāfija ("SL" vai "SLA"). Printerim ir vanna, kurā ir šķidrs fotopolimērs. Fotopolimēri ir plastmasa, kas sacietē, nonākot gaismas iedarbībā. Printeri parasti strādā ar akrila, epoksīda vai vinilestera sveķiem. Sveķus sacietē, izmantojot lāzeru. Fotopolimēra baseinā ir plato, kas nedaudz pazeminās pēc viena līmeņa sacietēšanas (dziļāk vannas istabā). Pēc modeļa pilnīgas sacietēšanas plastmasām ir augsta izturība un ķīmiskā izturība. Šī procesa priekšrocība ir tā precizitāte: printeris var arī izdrukāt mikrometra lieluma struktūras. Diemžēl stereolitogrāfijas printeri joprojām ir ļoti dārgi.
• Ir zināma arī selektīvā lāzera aglomerācija ("SLS"). Lai saprastu, kā tas darbojas, iedomājieties cauruli, kurā atkal tiek uzbūvēts plato. Plakums ir augšpusē sākumā. Pirmkārt, veltni izmanto plastmasas, ar plastmasu pārklātas liešanas smilšu, metāla vai keramikas pulvera izplatīšanai plato. Pēc tam lāzers brauc virs plato un sasilda noteiktus pulvera punktus, lai tie apvienotos un tiktu izveidots objekta pirmais līmenis. Pēc tam plato nedaudz nolaižas, un process sākas no jauna. Tātad objektu var uzbūvēt gabalā pa gabalu. Praktiski šeit ir tas, ka pārējais materiāls var darboties kā atbalsta materiāls, un atšķirībā no stereolitogrāfijas atbalsta struktūras nav jādrukā.
• Klasiskajā 3D drukāšanā, izmantojot kausētu nogulsnēšanas modelēšanu ("FDM"), šķidru plastmasu uz virsmas ar slāņiem uzliek ar ekstrūdera palīdzību, kas nekavējoties sacietē. Tad virsma mazliet pārvietojas uz leju (vai ekstrūderis uz augšu) un tiek izdrukāts nākamais slānis. Printeri ir salīdzinoši lēti, un tos var pats montēt ar zināšanām. Tomēr atbalsta materiāls ir jāizdrukā objektiem ar "pārkari", tas ir, priekšmetiem, kas augšā ir ievērojami plašāki nekā apakšā. Turklāt, salīdzinot ar stereolitogrāfiju, drukas precizitāte ir salīdzinoši neprecīza. Tomēr hobijiem un interesentiem šī ir tieši pareizā procedūra.

Kādi pavedieni tur ir?

Izmantojot kausētu nogulsnēšanas modelēšanu, jūs drukājat ar tā saucamajiem pavedieniem. Tie ir ruļļi, uz kuriem termoplastiski materiāli ir savīti stieples formā. Tomēr atkarībā no veida pastāv dažas atšķirības.

• Poliaktīvus ("PLA") visbiežāk izmanto printeros. Plastmasu galvenokārt iegūst no reģeneratīviem avotiem, piemēram, kukurūzas cietes. Neskatoties uz to, tas nav bioloģiski noārdāms. Plastika ir droša pārtikai un ūdeni atgrūdoša metilgrupas dēļ. Tas ir arī antipirēns un ilgstoši izturīgs pret UV starojumu. Lielākā priekšrocība tomēr ir drukāšana: nav nepatīkamas smakas.
• Ļoti bieži izmanto arī akrilnitrila-butadiēna-stirola kopolimēru ("ABS"). Šī plastmasa ir viena no visplašāk izmantotajām plastmasām pasaulē. Tas ir īpaši izturīgs pret eļļām, smērvielām un augstu temperatūru. Pretstatā PLA, ABS ir ievērojami grūtāk. Drukājot, jums nevajadzētu ieelpot šīs plastmasas smaku. Drukājot, galvenā problēma ir atbildība. Kaut arī PLA labi pielīp pie apsildāmās stikla plāksnes, daži ABS veidi ir ļoti vāji pielipuši, neskatoties uz ļoti karsto sildīšanas gultu un divpusējo līmlenti. Tomēr ar ABS var izveidot ļoti jaukus modeļus. Pēc drukāšanas modeļiem parasti ir matēta krāsa. Tomēr, ja jūs novietosit modeli zem stikla kupola, kurā ir ar acetonu samitrināts audums, pēc kāda laika modelis kļūs diezgan gluds: ABS šķīst acetonā, metil-etilketonā vai dihlormetānā.
• Polivinilspirts ("PVAL" vai "PVOH"), ko iegūst hidrolizējot polivinilacetātu, ir ļoti praktisks modeļiem ar pārkari. Šīs plastmasas īpašā lieta ir tā, ka tā šķīst ūdenī. Piemēram, 3D printerī ar diviem ekstrudētājiem modeli var izdrukāt ar PLA, bet atbalsta struktūru - ar PVAL. Tomēr šī plastmasa nav piemērota kā kvēldiega faktiskā modeļa drukāšanai, jo ūdens tiek absorbēts no gaisa un modeļi ilgi neturēsies.
• Polistirolu ar lielu triecienu ("HIPS") galvenokārt izmanto kā atbalsta materiālu ABS. Šai plastmasai ir augsta triecienizturība un cietība, bet to var izšķīdināt ar limonēnu, ko var atrast, piemēram, citronu eļļā.
• Drukāšana ar PLA savienojumiem ir īpaši ekskluzīva. Tas ir PLA un citu vielu daļiņu maisījums. Tātad jūs varat arī drukāt, piemēram, ar koku vai varu.
• Polikarbonātus ("PC") drukāšanā izmanto reti. Priekšrocība šeit ir ļoti augstā kušanas temperatūra no 270 ° C līdz 300 ° C. Šai plastmasai ir arī augsta triecienizturība un karstumizturība.
• Ja vēlaties drukāt pārnesumus vai skrūves, kam jāiztur spēcīgi spēki un tie nedrīkst salūzt, ieteicams izmantot poliheksametilēna adipīnskābes amīnu, kas pazīstams arī kā “neilons” vai “PA”.
• Internetā bieži var atrast "elastīgos" vai "Flex" pavedienus, kas parasti sastāv no dažādiem materiāliem. Lielākā priekšrocība šeit ir elastība. Tas ļauj drukāt elastīgus un gumijotus modeļus. Kā galveno sastāvdaļu parasti izmanto termoplastiskos elastomērus, kuru pamatā ir uretāns ("TPU").
• Varat arī izdrukāt krūzes un šķīvjus. Šim nolūkam jums ir nepieciešama pārtikai droša plastmasa. Papildus PLA ir arī polipropilēns ("PP"), kas arī ir nedaudz elastīgs. Pārtikai droša PLA un ABS kombinācija ir PETG, ko arī ir viegli izdrukāt un tas ir ļoti izturīgs pret laikapstākļiem.

Kā darbojas drukas process?

Vispirms izveidojiet 3D modeli ar CAD programmu un saglabājiet to kā STL failu.

• Pēc tam šis STL fails tiek ielādēts sagriešanas programmā, piemēram, Cura vai Slic3r.
• Sagriešanas programmā jums ir iespēja iestatīt modeļa īpašības, piemēram, aizpildīšanas blīvumu vai atbalsta konstrukciju izmantošanu.
• Pēc tam programma pārveido 3D modeli G kodā. Tajā ir visas pozīcijas, kuras ekstrūderim jāpārvieto viens pēc otra. Pa to laiku kvēldiegs tiek izspiests, izveidojot haptisku modeli.

Nākamajā praktiskajā padomā mēs sniegsim jums ievadi CAD programmā "Solid Edge", ar kuras palīdzību jūs varat izveidot daudzus praktiskus 3D modeļus.