3D tisk se stal mnohem běžnější technologií a tiskové stroje jsou dostupné téměř za každou cenu. Většina lidí, kteří chtějí 3D tiskárnu, pravděpodobně najde model, který si mohou dovolit. Přesto je 3D tisk stále tak nový, že jen málo lidí ví, jak to funguje.
Proto je nyní vhodný čas odpovědět na otázku „Jak funguje 3D tisk?“. Existuje velmi dobrá šance, že nakonec budete muset použít jeden!
Additive vs Subtract 3D Printing
Existují dvě široké kategorie 3D tisk. 3D tiskárny, které si můžete koupit, jsou téměř všechny „aditivní“ stroje. Jinými slovy, vytvářejí 3D objekty přidáváním materiálu (obvykle ve vrstvách), dokud není objekt kompletní. 3D tiskárny, o kterých lidé přemýšlejí, když uslyší, že „3D tiskárna“ je téměř vždy aditivní odrůdy.
Subtraktivní 3D tisk je velmi odlišný. Zde začnete s pevným množstvím materiálu a potom odstraňujete materiál, dokud nezůstane pouze hotový objekt. Sochař vyrábějící sochu z mramoru používá subtraktivní metodu. Subtraktivní stroje se obvykle nacházejí ve velkých dílnách a průmyslových prostředích. CNC frézovací systémy (počítačové numerické řízení) jsou pravděpodobně nejznámějším příkladem.
Soustředíme se pouze na aditivní stroje, protože jsou relevantní pro průměrného spotřebitele . Stačí vědět, že odečítací stroje patří do stejné rozšířené rodiny 3D tiskáren, jako ty, které můžete umístit na stůl.
Fuzované modelování depozice, stereolitografie a selektivní laserové sintrování
Tři hlavní metody aditivního 3D tisku jsou FDM (fúzované modelování depozice), stereolitografie (SLA) a selektivní laserové slinování (SLS).
In_content_1 vše: [300x250] / dfp: [640x360]-> Tiskárna da Vinci FDM
FDM je nejběžnějším systémem pro spotřebitele. U těchto typů tiskáren prochází vlákno materiálu horkou tiskovou hlavou. Tisková hlava je přesně umístěna v 3D prostoru a nanáší vrstvu materiálu podle přesně naprogramovaných pokynů. Existují různé přístupy k FDM, ale k tomu se za chvíli dostaneme.
Nobelova tiskárna SLAStereolitografie je ve spotřebitelských systémech mnohem méně běžná. Tyto tiskárny používají lasery k vytvrzení tekuté pryskyřice na pevný plastový materiál. Obvykle je objekt „vytažen“ z kádě pryskyřice, přičemž se z vrstvy vynořuje vrstva po vrstvě. V posledních letech se tiskárny SLA staly kompaktnější a dostupnější. Jedná se tedy o skutečnou alternativu k tiskárnám FDM, v závislosti na tom, jaký typ konečného modelu se usadíte.
Selektivní laserové slinování (SLS) používá výkonný laser k roztavení polymerního prášku. Skutečný prášek slouží jako podpůrná struktura pro tisk, takže tento typ tisku nevyžaduje zvláštní lešení. SLS není typ FDM, který najdete na ploše. Zatím je to stále průmyslová technologie.
Kartesiánské a delta robotické tiskárny
Delta Robot Printernejběžnějším typem FDM tiskárny je kartézská 3D tiskárna. Název odkazuje na kartézské souřadnice. To jsou souřadnice XYZ, které jsme se všichni naučili ve škole. Tisková hlava může být přesunuta na libovolnou souřadnici XYZ v prostoru objemu tisku. Matematika je jednoduchá, tiskárny jsou velmi cenově dostupné a kvalita tisku je přesná.
Avšak v závislosti na tom, jak jsou souřadnice XYZ granulární, nemusí být zakřivené povrchy tak hladké, jak by mohly být, což vyžaduje nějakou ruční dokončovací práci.
Robotické tiskárny Delta zvolit jiný přístup. Tisková hlava je připevněna ke třem ramenům, která běží na třech kolejích. Změnou výšky každého ramene se může tisková hlava otáčet. Tato konstrukce umožňuje otáčení tiskové hlavy v pravých křivkách a také umožňuje tisk vysokých objektů v tiskovém objemu.
V zásadě čím déle jsou kolejnice, tím vyšší může být model. Spíše než souřadnice XYZ používají tiskárny delta robotů k výpočtu polohy tiskové hlavy trigonometrii. Konečným výsledkem je, že nemohou dosáhnout zcela stejného rozlišení tisku jako kartézské tiskárny.
Abychom opravdu porozuměli konceptu delta robota, musíte to vidět v akci. Podívejte se na toto video Johanna Rocholla a rychle získáte představu.
Všimněte si artikulace na pažích a toho, jak se může tisková hlava volně a plynule pohybovat.
Materiály 3D tiskárny
3D tiskárny používají různé materiály, ale existují dva plasty, které jsou zdaleka nejběžnější v spotřebitelských aplikacích: ABS a PLA.
ABS (akrylonitril-butadien-styren) je přesně takový ze stejného plastu, ze kterého jsou vyrobeny cihly LEGO. Tento plast je náchylný k deformaci při ochlazování a potřebuje tiskárnu s vyhřívaným ložem. Je docela odolný proti nárazu, ale nijak zvlášť silný. Je vhodný pro výrobu prototypových dílů a dokonce i finálních dílů, které nejsou nosné.
PLA (Polylactic Acid) má nízký bod tání, moc se neohýbá, snadno se s ním pracuje a má méně neúspěšných výtisků. Je také příliš křehký pro jakékoli praktické použití, ale je skvělý pro vytváření hladkých a podrobných modelů, které jsou určeny pouze k prohlížení.
Dobrou zprávou je, že většina spotřebitelských 3D tiskáren bude pracovat s oběma tyto levné materiály. Takže je můžete změnit podle potřeby.
Nylonové vlákno je další možností a existují dokonce tiskárny, které jako materiál používají dřevo nebo kov. Tiskárny příští generace mohou také zpracovávat více než jedno vlákno najednou, což umožňuje tisk smíšeného materiálu nebo vícebarevných tisků.
Typický proces 3D tisku
Pokud jste nikdy 3D tisk sami nevytvořili, pravděpodobně jste zvědaví, jak to vlastně funguje z pohledu uživatele. Při používání 3D tiskárny není tak snadné jako vyřazování 2D výtisků na laserové nebo inkoustové tiskárně, není to zdaleka tak obtížné, jak si můžete myslet.
Po nastavení tiskárny podle návodu s kalibrace a nivelace provedeny správně, musíte nejprve vytisknout model.
Můžete si vytvořit svůj vlastní model pomocí něco jako Zbrush nebo AutoCAD, ale většina lidí si pravděpodobně model stáhne z online web. První zastávkou by rozhodně měla být Thingiverse, což je pravděpodobně nejslavnější sbírka uživatelských modelů. Existuje však mnoho alternativy.
Jakmile získáte model v kompatibilním formátu, otevřete jej v softwaru dodaném s tiskárnou. Všichni vypadají a pracují odlišně, ale základní koncept je stejný. Možná budete také chtít nejprve ošetřit 3D model pomocí Meshmixer, což zajistí, že 3D model bude solidní a vhodný pro tisk.
V softwaru 3D tiskárny si vyberete velikost a kvalita modelu a software jej převede na „plátky“ představující každou tiskovou vrstvu. Vypočítá také „lešení“, které musí být vytištěno, aby podpořilo model během jeho výroby. Po dokončení tisku je možné tyto věci rozbít.
Se vším, co za sebou pracuje, může tisk začít. V závislosti na nastavení kvality můžete být na dlouhé čekání! Vysoce kvalitní výtisky se liší od několika hodin do několika dnů. Naštěstí vám některé 3D tiskárny umožňují sledovat průběh tisku na dálku prostřednictvím aplikace.
Jakmile je tisk hotový, odstraníte jej z postele a poté jej vyřadíte z lešení. V mnoha případech budete muset dokončit model pomocí brusného papíru a speciálních řezných nástrojů k odstranění nedokonalostí. Někteří lidé dokonce maľují své modely! Jediným skutečným limitem je vaše kreativita.
Pokud chcete koupit 3D tiskárnu, jedná se o naše nejlepší tipy a pokud máte rozpočet, tyto jsou vhodnější pro kapsy.