3D spausdintuvas: kaip veikia geriausi siūlai ir kokie jie yra - paprasčiausiai paaiškinkite

3D spausdinimas tampa vis populiaresnis. Šiame straipsnyje paaiškinta, kaip veikia 3D spausdintuvas, kokius siūlus naudojate spausdindami įspūdingus modelius, ir pateikiame keletą praktinių patarimų.

Kaip veikia 3D spausdintuvas?

3D spausdintuvai yra tarsi smėlis prie jūros. Atitinkamai yra įvairių būdų, kaip spausdintuvas sukuria modelį. Tačiau iš esmės visiems spausdintuvams gali būti priskirta viena iš keturių skirtingų metodų.

• Viena vertus, yra stereolitografija („SL“ arba „SLA“). Spausdintuvas turi vonią, kurioje yra skystas fotopolimeras. Fotopolimerai yra plastikai, kurie kietėja veikiami šviesos. Spausdintuvai paprastai dirba su akrilo, epoksidinės arba vinilo esterio derva. Derva kietinama lazeriu. Fotopolimero baseine yra plokščiakalnis, kuris šiek tiek juda žemyn, sukietėjus vienam lygiui (giliau į vonios kambarį). Po to, kai modelis visiškai sukietėja, plastikai pasižymi dideliu stiprumu ir cheminiu atsparumu. Šio proceso pranašumas yra jo tikslumas: spausdintuvas taip pat gali spausdinti mikrometro dydžio struktūras. Deja, stereolitografiniai spausdintuvai šiuo metu vis dar yra labai brangūs.
• Taip pat žinomas selektyvusis sukepinimas lazeriu (SLS). Norėdami suprasti, kaip tai veikia, įsivaizduokite vamzdį, kuriame vėl pastatyta plokščiakalbė. Platforma yra viršuje pradžioje. Visų pirma, volelis yra naudojamas paskirstyti plastiką, plastiku padengtą liejimo smėlį, metalo ar keramikos miltelius plokščiakalnyje. Tada lazeris perkelia virš plokščiakalnio ir įkaitina tam tikrus miltelių taškus, kad jie sujungtųsi ir susidarytų pirmasis objekto lygis. Tada plokščiakalnis šiek tiek nusileidžia ir procesas prasideda iš naujo. Taigi objektas gali būti pastatytas po gabalą. Praktiška yra tai, kad likusi medžiaga gali veikti kaip atraminė medžiaga ir, skirtingai nuo stereolitografijos, nereikia atspausdinti jokių atraminių konstrukcijų.
• Klasikiniame 3D spausdinime, lydyto nusodinimo modeliavime („FDM“), skystas plastikas ant paviršiaus yra dedamas sluoksniais, naudojant ekstruderį, kuris iškart kietėja. Tada paviršius šiek tiek juda žemyn (arba ekstruderis aukštyn) ir atsispausdinamas kitas sluoksnis. Spausdintuvai yra santykinai nebrangūs ir juos galite patys surinkti, naudodami tam tikras žinias. Tačiau atraminė medžiaga turi būti atspausdinta objektams su „iškyšuliu“, ty objektams, kurie yra žymiai platesni viršuje nei apačioje. Be to, palyginti su stereolitografija, spausdinimo tikslumas yra gana netikslus. Tačiau mėgėjams ir besidomintiems tai yra tiksliai tinkama procedūra.

Kokie siūlai yra?

Naudodamiesi lydyto nusodinimo modeliavimu, spausdinate su vadinamosiomis gijomis. Tai yra ritiniai, ant kurių vielos pavidalo yra suvyniotos termoplastinės medžiagos. Tačiau, atsižvelgiant į tipą, yra keletas skirtumų.

• Poliaktyvai („PLA“) dažniausiai naudojami spausdintuvuose. Plastmasė daugiausia gaunama iš regeneracinių šaltinių, tokių kaip kukurūzų krakmolas. Nepaisant to, jis nėra biologiškai skaidomas. Dėl savo metilo grupės plastikas yra tinkamas maistui ir atstumia vandenį. Jis taip pat yra antipirenas ir ilgą laiką atsparus UV spinduliams. Tačiau didžiausias pranašumas yra spausdinimas: nėra nemalonaus kvapo.
• Taip pat labai dažnai naudojamas akrilnitrilo-butadien-stireno kopolimeras („ABS“). Šis plastikas yra vienas iš plačiausiai naudojamų plastikų pasaulyje. Jis ypač atsparus aliejams, riebalams ir aukštai temperatūrai. Priešingai nei PLA, ABS yra žymiai sunkesnis. Tačiau spausdindami neturėtumėte įkvėpti šio plastiko kvapo. Atsakomybė yra pagrindinė spausdinimo problema. Nors PLA gerai prilimpa prie šildomos stiklo plokštės, kai kurie ABS tipai labai blogai prilimpa, nepaisant labai karštos šildymo lovos ir dvipusės lipnios juostos. Tačiau labai gražius modelius galima sukurti su ABS. Po spausdinimo modeliai paprastai būna matinės spalvos. Tačiau jei pastatysite modelį po stikliniu kupolu, kuriame yra acetonu sudrėkintos šluostės, po kurio laiko modelis taps gana lygus: ABS tirpsta acetone, metilo etilo ketone arba dichlormetane.
• Polivinilo alkoholis („PVAL“ arba „PVOH“), gaunamas hidrolizuojant polivinilacetatą, yra labai praktiškas modeliams su iškyšuliu. Ypatingas šio plastiko dalykas yra tai, kad jis tirpsta vandenyje. Pvz., 3D spausdintuve su dviem ekstruderiais galite spausdinti modelį su PLA, o palaikymo struktūrą - su PVAL. Tačiau šis plastikas netinkamas kaip gija, norint atspausdinti tikrąjį modelį, nes vanduo sugeria iš oro ir modeliai ilgai neišsilaikys.
• Didelio poveikio polistirenas („HIPS“) dažniausiai naudojamas kaip atraminė medžiaga ABS. Šis plastikas pasižymi dideliu atsparumu smūgiams ir kietumu, tačiau jį gali ištirpinti limonenas, kurio galima rasti, pavyzdžiui, citrinų aliejuje.
• Spausdinimas naudojant PLA junginius yra ypač išskirtinis. Tai yra PLA ir kitų medžiagų dalelių mišinys. Pavyzdžiui, galite spausdinti naudodami medieną ar varį.
• Polikarbonatai („PC“) spausdinant naudojami retai. Privalumas čia yra labai aukšta lydymosi temperatūra nuo 270 ° C iki 300 ° C. Šis plastikas taip pat pasižymi dideliu atsparumu smūgiams ir karščiui.
• Jei norite atspausdinti krumpliaračius ar varžtus, kurie turi atlaikyti stiprią jėgą ir neturi sulūžti, rekomenduojama naudoti poliheksametileno adipo rūgšties aminą, dar vadinamą „nailonu“ arba „PA“.
• „Elastinius“ arba „Flex“ siūlus, kurie dažniausiai sudaryti iš skirtingų medžiagų, dažnai galima rasti internete. Didžiausias pranašumas čia yra lankstumas. Tai leidžia spausdinti lanksčius ir guminius modelius. Paprastai kaip pagrindinis komponentas naudojami termoplastiniai elastomerai, kurių pagrindą sudaro uretanas ("TPU").
• Taip pat galite spausdinti puodelius ir lėkštes. Tam jums reikia ne maistui tinkamo plastiko. Be PLA, taip pat yra polipropileno („PP“), kuris taip pat yra šiek tiek lankstus. Maistui saugus PLA ir ABS derinys yra PETG, kurį taip pat lengva spausdinti ir jis yra labai atsparus oro sąlygoms.

Kaip veikia spausdinimo procesas?

Pirmiausia sukurkite 3D modelį su CAD programa ir išsaugokite jį kaip STL failą.

• Šis STL failas įkeliamas į pjaustymo programą, pavyzdžiui, „Cura“ arba „Slic3r“.
• Pjaustymo programoje turite galimybę nustatyti modelio savybes, tokias kaip užpildymo tankis ar atraminių konstrukcijų naudojimas.
• Tada programa konvertuoja 3D modelį į G kodą. Čia yra visos pozicijos, kurias ekstruderis turėtų perkelti vienas po kito. Tuo tarpu gija yra išspaudžiama, sukuriant haptic modelį.

Kitame praktiniame patarime pateiksime įvadą apie CAD programą „Solid Edge“, su kuria galite sukurti daugybę praktinių 3D modelių.