Čo je to 3D tlačiareň

Jednou z najsľubnejších oblastí v modernom svete je vytváranie trojrozmerných objektov pomocou 3D tlače. Technológia tlače vám umožňuje vytvárať pomerne zložité a podrobné produkty. Dnes je používanie trojrozmernej tlače možné nielen na výrobných miestach, ale aj doma, preto stačí kúpiť 3D tlačiareň.

Čo je to 3D tlačiareň?

Trojrozmerná tlačiareň je zariadenie schopné vytvárať objekty na základe vytvorených digitálnych 3D modelov. Výrobky sa získavajú vrstvením materiálu. Ako základ sa používajú termoplastické a fotopolymérové ​​živice, ale s vývojom technológie sa zvyšuje množstvo materiálov použitých v úlohe surovín.

Postup pri výrobe výrobkov vyzerá takto:

1. Proces vytvárania 3D modelu, t.j. Vyvíja sa vizuálny obraz budúceho produktu so zachovaním všetkých rozmerov. Model je vytvorený pomocou špecializovaného softvéru.
2. Po vytvorení modelu musíte súbor spracovať. Spracovanie zahŕňa prevod súboru na digitálny kód, ktorý rozdeľuje celý model do viacerých paralelných vrstiev. Takto sa generujú príkazy pre 3D zariadenie, ktoré distribuuje materiál na vytvorenie objektu.
3. Poslednou fázou je 3D tlač produktu, t.j. proces výroby produktov vrstvením materiálu. Proces sa uskutočňuje pomocou tlačovej hlavy (extrudéra), ktorá sa pohybuje pozdĺž osi 0Y a 0X, t.j. materiál sa podáva iba pozdĺž horizontálnej roviny v súlade s programovým kódom vrstvy. Na nanášanie ďalšej vrstvy sa extrudér posúva pozdĺž vertikálneho vedenia (pozdĺž osi 0Z) vo vzdialenosti, ktorá sa rovná veľkosti vrstvy. Potom sa začne aplikovať ďalšia vodorovná vrstva.

FAQ: Proces tlače sa môže líšiť v závislosti od výrobnej technológie, ale celkový proces výroby produktov spočíva vo vrstvení materiálu.

Typy 3D tlačiarní

Zariadenia sú rozdelené podľa jedinečnosti procesu tlače, t.j. z použitej technológie. Najbežnejšie tlačové metódy sú FDM (Fused Deposition Modeling / Direction Modeling) a SLA (laserová stereolitografia / laserová stereolitografia).

Technológia smerového modelovania je jednou z prvých metód tlače, ktorá sa objaví. Na výrobu predmetov sa používali termoplasty vo forme vinutých lúčov alebo nití na cievke. Spôsob tlače je nasledujúci:

1. Cievka alebo niť sú inštalované v extrudéri. Pôsobením ohrievacieho zariadenia sa materiál začína topiť a cez kanál vstupuje do pracovnej plochy.
2. Extrudér vykonáva pohyb na daných súradniciach podľa digitálneho kódu. Výroba prebieha vo vrstvách vzhľadom na horizontálnu rovinu.
3. Pri výrobe komplexných výrobkov sa používali dva materiály: hlavný a pomocný. Produkt je vytvorený pomocou základného materiálu. Pomocný materiál je určený na vytváranie dočasných podpier, ako aj na vyplnenie dutého priestoru produktu. pretože tlačiareň nie je schopná tlačiť objekt vo vzduchu bez udania dôvodu.

FAQ: Pomocný materiál sa následne odstráni špeciálnym rozpúšťadlom alebo sa ľahko odlomí.

Výrobky vyrobené pomocou technológie FDM majú dobrú mechanickú a chemickú pevnosť. Takéto vlastnosti sa dosahujú použitím termoplastickej výrobnej triedy. Táto technológia je tiež ľahká a vhodná na použitie v domácich podmienkach.

Technológia SLA alebo stereolitografia tlačí výrobky s použitím tekutých fotopolymérnych živíc, ktoré zamrzajú pod vplyvom zdroja energie vo forme lasera. Týmto spôsobom majú výrobky vysokú presnosť (až 15 mikrónov). Tlač objektov je nasledovná:

1. Pracovná plocha sa spustí do nádoby s fotopolymérnou kvapalinou do hĺbky jednej vrstvy;
2. Zdroj energie (laser) vyreže tvar objektu podľa daných súradníc objektu;
3. Proces polymerizácie pokračuje v dôsledku toho, že v miestach kontaktu dochádza k stuhnutiu;
4. Postup sa opakuje pre každú vrstvu, kým sa predmet nevyrába;
5. Po výrobe je model ponorený do nádoby so špeciálnym riešením na čistenie od pomocných prvkov;
6. Posledným stupňom je ultrafialové žiarenie, aby sa urýchlil proces tvorby produktu.

Stereolitografia je jednou z najmodernejších technológií, ale potrebuje drahé materiály. Existujú aj menej známe typy tlače:

SlS (selektívne laserové spekanie) princípom vytvorenia predmetu je privádzanie tenkej vrstvy materiálu vo forme prášku na pracovnú plochu, ktorá sa speká pôsobením lasera. Hlavnou výhodou tohto spôsobu je absencia potreby použitia pomocných prvkov, vyžaduje si však ďalšie tepelné spracovanie. Neposkytuje použitie v domácich podmienkach.

EBM (tavenie elektrónovým lúčom). Táto technológia je podobná selektívnemu laserovému spekaniu, ale produkt sa vytvára vo vákuu a nevyžaduje ďalšie tepelné spracovanie.

3D tlačou možno pripísať 3D pero. Princíp jeho činnosti je podobný technológii FDM, má však menší vzhľad a používa sa na vytváranie výkresov s trojrozmerným efektom.

Čo môže 3D tlačiareň?

Trojrozmerná tlač sa dnes používa takmer vo všetkých sférach života. Existujú príklady vytvárania kulinárskych jedál pomocou 3D tlače. Podrobnosti zložitosti sú vytvorené pre zložitejšie štruktúry vo všetkých odvetviach. Najdôležitejšou a nevyhnutnou oblasťou je však stále medicína.

Niekoľko spoločností vyvíja organické imitátory, ktoré môžu prakticky nahradiť prírodné látky. 3D tlač vám tiež pomáha v protetickom prostredí kĺbov. Najbežnejšie použitie trojrozmernej výroby sa získalo v stomatológii. Okrem protetík sa používajú tlačiarne aj na výrobu falošných orgánov. Možnosti trojrozmernej tlače sa každý deň rozširujú a sú stále dostupnejšie.

3D tlačiarne pomáhajú nielen ľuďom, ale aj zvieratám. Jedným zo známych prípadov je vytvorenie korytnačiny korytnačky, ktorá bola zranená pri lesnom požiari. Nová škrupina tak zachránila život zvieraťa a existuje veľa takýchto prípadov. Ďalším jedinečným prípadom je protetická noha pre slona. Jedinečnosť prípadu spočíva v tom, že protézy pre slony sa prakticky nevyrábajú z dôvodu veľkej hmotnosti zvieraťa.

Moderná technológia tlače vám umožní vytvoriť dokonca celú budovu. Počas výstavby malého domu (37 m2) vedci strávili iba 24 hodín a ukázalo sa, že je dvakrát lacnejší ako obvyklý spôsob.