Čo je to 3D tlačiareň a čo dokáže?

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 použitie 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 vrstveným materiálom. Ako základ sa používajú termoplasty a fotopolymérové ​​živice, ale s vývojom technológie sa zvyšuje počet materiálov používaných ako suroviny.

Postup pri výrobe výrobkov vyzerá takto:

1. Proces vytvárania 3D modelu, t.j. vývoj vizuálneho obrazu budúceho produktu pri zachovaní všetkých rozmerov. Model je vytvorený pomocou špecializovaného softvéru.
2. Po vytvorení modelu musíte súbor spracovať. Spracovanie spočíva v prevedení súboru do digitálneho kódu, ktorý rozdeľuje celý model do mnohých paralelných vrstiev. Takto sa generujú príkazy pre 3D zariadenie, ktoré distribuuje materiál na vytvorenie objektu.
   instagram viewer
3. Posledným krokom je 3D tlač produktu, t.j. proces výroby produktu vrstvením materiálu. Tento proces sa uskutočňuje pomocou tlačovej hlavy (extrudéra), ktorá sa pohybuje pozdĺž osi 0Y a 0X, t.j. materiál sa podáva iba horizontálne v súlade s programovým kódom vrstvy. Na nanášanie ďalšej vrstvy sa extrudér pohybuje 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 všeobecným procesom výroby produktov je vrstvené nanášanie materiálu.

Typy 3D tlačiarní

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

Technológia smerového modelovania je jednou z prvých metód tlače, ktorá sa objaví. Ako materiál na výrobu predmetov sa termoplast používa vo forme navinutých lúčov alebo nití na cievke. Spôsob tlače je nasledujúci:

1. Cievka alebo niť sú nainštalované v extrudéri. Pôsobením ohrievacieho zariadenia sa materiál začína topiť a cez kanál vstupuje do pracovnej plochy.
2. Extrudér sa pohybuje v daných súradniciach podľa digitálneho kódu. Výroba prebieha vo vrstvách vzhľadom na horizontálnu rovinu.
3. Pri výrobe komplexných výrobkov sa používajú dva materiály: hlavný a pomocný. Produkt je vytvorený pomocou hlavného 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 pomocou špeciálneho rozpúšťadla alebo sa ľahko odlomí.

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

Technológia SLA alebo stereolitografia tlačí výrobky pomocou kvapalných fotopolymérnych živíc, ktoré tuhnú pod vplyvom zdroja energie vo forme lasera. Použitím tejto metódy majú výrobky vysokú presnosť (do 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 na daných súradniciach 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 objektu je nanesenie tenkej vrstvy materiálu vo forme prášku na pracovnú plochu, ktorá je spekaná laserom. Hlavnými výhodami tohto spôsobu je nedostatočná potreba použitia pomocných prvkov, ale vyžaduje ďalšie tepelné spracovanie. Nestanovuje použitie v domácnosti.

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

Trojrozmerná tlač obsahuje 3D pero. Princíp jeho činnosti je podobný technológii FDM, má však miniatúrny vzhľad a používa sa na vytváranie kresieb s trojrozmerným efektom.

Čo môže robiť 3D tlačiareň?

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

Niekoľko spoločností vyvíja organické simulátory, ktoré môžu takmer nahradiť prírodné látky. 3D tlač tiež pomáha v spoločnom protetickom prostredí. Najbežnejším využitím trojrozmernej výroby bolo zubné lekárstvo. Okrem protetiky sa tlačiarne používajú aj na výrobu organových modelov. Možnosti trojrozmernej tlače sa každý deň rozširujú a sú stále dostupnejšie.

3D tlačiarne pomáhajú nielen ľuďom, ale aj zvieratám. Jedným zo slávnych prípadov je vytvorenie škrupiny pre korytnačku, ktorá bola zranená pri lesnom požiari. Nový krunýľ tak zachránil život zvieraťa a existuje veľa takýchto prípadov. Ďalším jedinečným prípadom je protetická noha pre slona. Jedinečnosť prípadu spočíva v tom, že protézy pre slona sa prakticky nevyrábajú z dôvodu veľkej hmotnosti zvieraťa.

Moderná technológia tlače vám umožní vytvoriť aj celú budovu. Pri výstavbe malého domu (37 m2) vedci strávili iba 24 hodín a ukázalo sa, že v porovnaní s obvyklou metódou bola polovičná.