A 3D nyomtató eszköze és működési elve, a 3D nyomtatás fő módjai és típusai

Jelenleg a 3D nyomtatási technológiákat egyre inkább használják dekorációs elemek, gépi alkatrészek és készülékek, valamint különféle funkcionális egységek létrehozására. És a legfontosabb fejlesztések lehetővé teszik az egész épület, akár szervek és protézisek kinyomtatását az emberek számára. Ugyanakkor a nyomtatók megtalálhatók a piacon több száz dollárból, belföldi felhasználásra és több tízezer dollárból - ipari felhasználásra. Ebben a cikkben a 3D nyomtató típusaival és kialakításával kapcsolatos alapvető információkat ismertetjük.

típusok

A 3D nyomtatás fogalma nem olyan világos. Számos típusra oszlik, és különbözik a nyomtatható tárgy kialakításának elvétől és az ehhez felhasznált anyagokatól. Milyenek?

FDM nyomtatás (olvasztott lerakódás modellezése) - Ez a leggyakoribb módszer a térfogati tárgyak előállításához a mindennapi életben, és a legolcsóbb módszer a térfogati nyomtatáshoz. Ebben az esetben a 3D nyomtató az alkatrészt megolvasztott műanyaggal nyomtatja ki. A leggyakrabban használt műanyagok a PLA és az ABS. Az 1 nyomtatási réteg vastagsága átlagosan 50-100 mikron között van (a legtöbb modellben). Miből áll ez a nyomtató, később megvizsgáljuk.

SLA nyomtatás (lézeres sztereolitográfia) - úgy hangzik, mint a "sztereo litográfia". Az ilyen típusú 3D-s nyomtatáshoz az alap egy lézerből áll (ez egy rögzítőtest, amely motorok segítségével mozog a rudak mentén) annak az alapnak, amelyre nyomtatják az alkatrészt és a folyékony fotopolimerekkel ellátott fürdőkádakat. A működés elve a fotopolimer szavak anyagként történő felhasználása.

A lézer a jövőbeli tárgy minden rétegére gyantát húz. Minden egyes réteg után a munkaplatformot a következő réteg vastagságának megfelelő mélységbe merítik egy fotopolimerrel ellátott fürdőben. A lézernyaláb és a fotopolimer kölcsönhatása azokban a helyeken megkeményedik, ahol a lézernyaláb felületére ér.

Ez a módszer lehetővé teszi a pontos eredmények elérését, és a réteg vastagsága elérheti a 15 mikront is. Ez lehetővé teszi a sztereolitográfia felhasználását orvosi célokra (fogászat) és ékszereket. Az SLA technológia nem igényli a támasztó elemek nyomtatását, és a nyomtatás után a terméket egy fürdőbe merítik, oldataival a modell tisztításához. Az utolsó szakasz ultraibolya besugárzás a fotopolimerek teljes rögzítéséhez. A fő hátrány a nyomtatók és a kellékek magas költsége, ami miatt nem megfelelő otthon használni.

SLS technológia - Szelektív lézeres szinterelés. A munkafelületre a feladat függvényében porréteget adagolunk - lehet fém, műanyag, sőt kerámia és üveg is, amelyet a jövőben a réteg felületét a lézer dolgozza fel, ezután a platformot leengedjük, és a folyamatot megismételjük. A cselekvés elve emlékezteti az SLA-t. A folyamat végén az elem hőkezelése szükséges. Szintén nem alkalmas háztartási használatra, és drága.

Elektronsugár olvasztó vagy EBM technológia. Ez abban különbözik a korábbi technológiától, hogy a fémport egy elektronnyaláb vákuumban megolvasztja, és az eredmény nem igényel hőkezelést.

SLM - a szelektív lézeres olvasztás csak fémporokkal működik, a működési elv szerint hasonló az SLS-hez, de az EBM-hez hasonlóan a végső hőkezelés nem szükséges.

3DP - a különbség az előzőktől az, hogy a munkaanyagot nem olvasztják el, hanem a ragasztórétegeket tintasugaras nyomtatással alkalmazzák. Ilyen módon színes 3D nyomtatás lehetséges.

FDM 3D nyomtató

Az FDM technológiával történő nyomtatás a leggyakoribb mind az amatőrök között, mind sok szakmai feladat megoldására. Ugyanez a módszer az egyik legrégebbi. Ezért részletesebben megvizsgáljuk a házhoz és műhelyhez jól alkalmazható térfogatnyomtatás típusát.

Készülék és funkciók

Az 3D nyomtató, amely műanyaggal nyomtat FDM technológiát alkalmaz, az alábbiakból áll:

1. A munkafelület, amelyet gyakran platformnak hívnak. Melegíthető.

2. Az extruder egyszerű szavakkal egy nyomtatófej.Műanyag iratmechanizmussal, melegítőkkel és nyomtatófúvókákkal rendelkezik.

3. Az extruder mozgásának mechanizmusa a tengelyek mentén. Rúdból, spirális tengelyből és motorokból áll, léptető.

A nyomtató kivitelétől függően mind az extruder, mind a munkafelület a függőleges tengely (Z tengely) mentén mozoghat, és az Y tengely mentén is mozoghat, az extruder pedig a vízszintes tengelyek mentén mozoghat.

Megjegyzés:

A 3D-s modell bármilyen típusú 3D-s nyomtatóval történő nyomtatáshoz létrejön, de nyomtatáshoz nem tölthető be a nyomtatóba. Ezt megelőzően a modell feldolgozása, az úgynevezett G kód. Ennek a műveletnek az a célja, hogy a modellt felosszák rétegekre és alakítsanak ki pályákat, amelyek mentén az extruder mozog (vagy egy másik nyomtató elem, a technológiától függően).

Nyomtatáskor ABS és PLA műanyagokat használnak. Az eszköz bonyolultságától függően az extruder tartalmazhat két és több fúvókát - egyet az alapanyagok nyomtatásához, a másikat az alátámasztók (tartók) nyomtatásához.

 

Támaszokra van szükség a levegőn lógó alkatrészek támogatásához, hogy hűtés és megszilárdulás során ne süllyedjenek. A nyomtatás befejezése után a támasztólábakat eltávolítják.

A 3D nyomtató egyszerűsített változata 3D toll. Valójában egy extruder, hogy maga mozgatja a kezét. Bár ez egy gyermekjáték, ez csak egy csodálatos termék szórakozáshoz és a technológia megismeréséhez, és ha művészi képességei vannak, akkor biztosan képes lesz a gyönyörű otthoni dekoráció létrehozására.

jellemzői

A 3D nyomtató kiválasztásakor több jellemzőt is figyelembe kell vennie, köztük:

• Milyen anyagokat nyomtat az eszköz, bár a leggyakoribb modellek támogatják a kétféle műanyag - az ABS és a PLA - nyomtatását, de vásárláskor még mindig figyeljen erre a kérdésre.

• Nyomtatási felbontás - Az alkatrész minősége és pontossága a réteg vastagságától függ. Kiválónak tekintik az 50 mikron rétegvastagságot, és a 100 mikron több mint jó.

• Nyomtatási sebesség - inkább a nyomtatási felbontástól függ.

Fontos:

Mivel az alkatrészt rétegekkel nyomtatják, ne felejtse el, hogy felülete durva és tompa lesz, és törésállósága sokkal alacsonyabb, mint a szilárd termékeké. A réteg magassága (vastagsága, ahogy tetszik) attól függ, hogy milyen durva lesz a rész. Másrészt, minél vékonyabb a réteg - minél több időt töltenek a nyomtatásra, és minél több áthalad az extruder, annál nagyobb lesz a nyomtató összes elemének terhelése.

• A nyomtatási terület méretei - ez a kérdés akadályt jelenthet egy adott modell kiválasztásakor. A terméket csak a nyomtatható területen nyomtathatja ki. Ezt korlátozza a szélesség, mélység és magasság, más szóval, az X, Y és Z tengelyek.

Bizonyos esetekben, például a delta nyomtatók esetében a nyomtatási terület átmérőjét és magasságát jelzik, mivel ennek hengeres alakja van (lásd az alábbi ábrát).

következtetés

Ebben a cikkben a 3D nyomtatókkal és általában a nyomtatással kapcsolatos általános kérdésekkel foglalkoztunk, ha részletesebb érdeklődésed van valamelyik konkrét témával kapcsolatban, írj erről a megjegyzésekben, és ezekről beszélünk.