Kā darbojas 3D printeris? - Skaidri paskaidroju

3D printeri kļūst lētāki un privātiem lietotājiem interesantāki. Mēs izskaidrojam, kā darbojas 3D printeris un kādas ir dažādas drukāšanas metodes.

3D printeru pamatfunkcijas

Pašlaik ir trīs dažādas 3D drukāšanas metodes. Tie atšķiras pēc izmantotā izejmateriāla un modelēšanas tehnikas. Pamatprincips vienmēr ir vienāds:

• 3D drukāšanas veidne nav teksta fails, tāpat kā parastajiem printeriem, bet gan 3D veidne, jo to var izveidot ar CAD programmatūru.
• Visizplatītākie failu tipi ir STL (standarta trīsstūrveida valoda), VRML (virtuālās realitātes modelēšanas valoda) un X3D (paplašināms 3D).
• 3D printeris tiek “pabarots” ar šīm veidnēm. Pēc tam modelis tiek izgatavots no kausējamiem materiāliem, pulvera vai noteikta šķidruma.
• Visiem trim izplatītākajiem 3D printeru veidiem tiek izmantoti plāni slāņi, kas ir atsevišķi sacietējuši.

3D printeris: kā darbojas stereolitogrāfija?

Stereolitogrāfija (SLA) tika izstrādāta 20. gadsimta 80. gados, un tā ir vecākā 3D drukāšanas tehnoloģija.

• Par izejvielu kalpo šķidri epoksīdsveķi, kas atrodas baseinā.
• Baseinā ir pacelšanas platforma, kuru var pārvietot uz augšu un uz leju. Tam tiek izveidots 3D modelis.
• Drukāšanas sākumā pacēlājs atrodas tieši zem sveķu virsmas - apmēram 0, 05 līdz 0, 25 mm.
• Lāzers, kas piestiprināts virs iegurņa, sacietē modeļa pirmajam slānim.
• Tagad pacēlājs mazliet pārvietojas uz leju. Atkarībā no printera veida un modeļa filigrānā rakstura slāņi ir no 0, 05 līdz 0, 25 mm biezi. Epoksīdsveķi darbojas kopā pa pirmo, jau sacietējušo slāni.
• Tagad nākamais objekta slānis ir sacietējis un nemanāmi iekļaujas pirmajā, apakšējā slānī.
• 3D modelis ir izveidots pa slānis no apakšas uz augšu.
• SLA procesa priekšrocība ir modeļa gluda virsma. Tomēr šķidrumam nav pārliekušu detaļu, kamēr tās nav pilnībā sacietējušas. Šī iemesla dēļ, iespējams, būs jāizmanto atbalsta struktūras.

Kā darbojas 3D printeris?: Lāzera aglomerācija

Selektīvā lāzera aglomerācija (SLS) vai Selektīvā lāzera kausēšana (SLM) kā izejvielu izmanto pulveri. Pārsvarā tiek izmantots poliamīda 12 pulveris. Tomēr kā izejmateriāls ir iespējamas arī liešanas smiltis, kas pārklātas ar plastmasu un metālu vai keramikas pulveri.

• Lāzera aglomerācijā tiek izmantots ne tikai viens baseins, bet divi baseini, kas izvietoti viens otram blakus, katrs ar pacelšanas platformu.
• Pulveris ir izejviela baseinā (pa kreisi attēlā).
• Veltnis paņem pulveri un apgāž to virs lifta kaimiņu baseinā, kas sākumā ir augšpusē.
• Lāzers pulveri izkausē vai sakausē (keramikas gadījumā) tā, lai tas sasaistās un sacietē. Tiek izveidots objekta pirmais slānis.
• Pacelšana pulvera baseinā nedaudz pārvietojas uz augšu, bet objekta baseinā - nedaudz pazeminās.
• Veltnis nākamo pulvera kārtu uzklāj pirmajam, sacietējušajam objekta slānim, un lāzers atkal sāk sacietēt.
• Tātad modelis ir izveidots pa slānim no apakšas uz augšu.
• Procesa priekšrocība ir daudzpusīgā materiālu izvēle. Turklāt nav jāsakārto balsti, jo pulveris ir nekavējoties sacietējis un ir nesošs.
• Pretstatā stereolitogrāfijai, lāzera saķepināšanas laikā objektiem ir raupja virsma. Arī printeri ir ļoti dārgi, tāpēc tie ir vairāk izstrādāti rūpniecībai.

Kausētais pārklājuma modelēšana (FDM): 3D printeri privātiem lietotājiem

Kausētā nogulsnēšanas modelēšana (FDM) ir visizplatītākā metode.

• Tiek izmantoti materiāli, kas karstumā kļūst šķidri vai formējami, piemēram, termoplastiski materiāli, piemēram, PVA, PET un neilons, kā arī šokolāde un vasks.
• Materiāls tiek uzkarsēts sprauslā un sašķidrināts. Tad noteiktos punktos tas tiek uzklāts uz slāņa - ļoti līdzīgs klasiskajai drukāšanai - un pēc tam atdzesēts tā, lai sacietē.
• Tāpat kā citos procesos, tas rada vienu kārtu pēc otra.
• Vēl viens trūkums ir tāds, ka modelis pilnībā nesacietina uzreiz. Šī iemesla dēļ atbalsta struktūras var būt jāplāno 2007.
• Bet printeri un materiāli ir salīdzinoši lēti, tāpēc tie ir piemēroti arī privātiem lietotājiem.