Jak działają drukarki 3D?

Drukarki 3D co to dokładnie za urządzenie?

Drukarki 3D to rodzaj maszyn, które z niewielką pomocą człowieka mogą stworzyć przedmioty przemysłowe, ozdobne lub codziennego użytku. Tworzą dowolne kształty z dowolnych materiałów.

Drukarka 3D może wyprodukować prawie wszystko, od kubków ceramicznych po plastikowe zabawki, metalowe części maszyn, kamionkowe wazony, fantazyjne ciastka czekoladowe, a nawet, w niedalekiej przyszłości części ludzkiego ciała.

Jak działają drukarki 3D?

Drukarka 3D to jeden z najbardziej niezwykłych wynalazków technicznych naszych czasów. Urządzenie, za pomocą którego można wydrukować dowolny przedmiot: spełnienie marzeń kreatywnych umysłów.

Działanie drukarki 3D jest podobnie do dobrze znanej drukarki atramentowej. Jednak, zamiast rozpylać atrament na papierze, głowica drukująca 3D rozprowadza materiał do drukowania warstwa po warstwie na płycie.

Drukarka 3D jak działa – każdy widzi. Nie ma ograniczeń co do samego materiału: plastik, ceramika, metal, a nawet żywność, taka jak czekolada, mogą służyć jako „atrament” do drukarki 3D. Teraz, gdy wyjaśniliśmy pytanie „co to jest drukarka 3D?”, Przechodzimy do pytania „jak działają drukarki 3D?”.

Od pomysłu do modelu – jak działa drukarka 3D?

Zanim drukarka 3D będzie mogła w ogóle wydrukować cokolwiek, najpierw musi istnieć model, który drukarka 3D ma wydrukować. Najłatwiej jest to utworzyć za pomocą oprogramowania w programie CAD. W zależności od tego, który trójwymiarowy obiekt chcesz wydrukować, możesz również skorzystać z różnych baz danych drukowania w Internecie. Jedną z najpopularniejszych baz danych szablonów drukarek 3D jest Thingiverse W większości przypadków (w zależności od tego, co chcesz), proste wyszukiwanie zapewnia bezpłatny plik CAD, który można wysłać do drukarki 3D i wydrukować natychmiast po krojeniu.

Od kodu G do trójwymiarowego obiektu – jak działa drukarka 3D?

Gdy model jest już dostępny i został przesłany przez krajalnicę, drukarka 3D otrzymuje gotowy kod maszynowy, kod G, a następnie może przejść do wszystkich pozycji istotnych dla obiektu i wydrukować obiekt. Oprócz pozycji głowicy drukującej G-code zawiera również informacje o temperaturze ekstrudera i postępie filamentu. Zatem jak działa druk 3D, kiedy mamy już gotowy pomysł na druk?

Jak działa drukarka 3D?

Gorąca dysza to serce drukarki 3D. W przypadku gorącej dyszy filament, który jest wpychany do dyszy przez silnik ekstrudera, topi się i wypływa z dyszy. W połączeniu z ruchem głowicy drukującej dysza przemieszcza się po wymaganej geometrii i drukuje filament wszędzie tam, gdzie obiekt potrzebuje materiału.

Drukarka 3D – zasada działania

Zasada działania drukarki 3D jest bardzo prosta. Druk 3D to proces, w którym powstaje trójwymiarowy obiekt poprzez budowanie kolejnych warstw surowca. Każda nowa warstwa jest dołączana do poprzedniej, aż do ukończenia obiektu. Obiekty są tworzone z cyfrowego pliku 3D, takiego jak rysunek projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) lub obraz rezonansu magnetycznego (MRI).

Elastyczność druku 3D umożliwia projektantom łatwe wprowadzanie zmian bez konieczności instalowania dodatkowego sprzętu czy narzędzi. Umożliwia również producentom tworzenie urządzeń dopasowanych do anatomii pacjenta (urządzenia specyficzne dla pacjenta) lub urządzeń o bardzo złożonych strukturach wewnętrznych. Te możliwości wywołały ogromne zainteresowanie drukowaniem 3D urządzeń medycznych i innych produktów, w tym żywności, artykułów gospodarstwa domowego i części samochodowych.

Jakie technologie druku 3D są właściwie dostępne?

Przede wszystkim musimy jasno powiedzieć, że nie ma czegoś takiego jak „technologia” druku 3D, ale raczej wiele technologii druku 3D. Dlatego najpierw powinniśmy uzyskać przegląd tej różnorodności technologii addytywnych. Przede wszystkim ważne jest rozróżnienie między różnymi grupami technologii druku 3D.

Laser vs. proces oparty na złożu proszkowym

Istotne rozróżnienie między różnymi procesami drukowania 3D polega na rozróżnieniu między procesami, w których używana jest wiązka laserowa, a tymi, w których topi się proszek. Jednak to zgrubne rozróżnienie w żadnym wypadku nie obejmuje wszystkich procesów addytywnych i sposobów ich działania. Tak działa stereolitografia, w końcu najstarszy proces drukowania 3D, ani z proszkiem, ani z wiązką lasera.

Laserowy proces druku 3D

Najpowszechniej stosowanym procesem drukowania 3D jest selektywne spiekanie laserowe (znane również jako druk SLS). Drukarka 3D topi miejscowo spiekany plastik w postaci proszku. Oznacza to, że wiązka lasera wciąga wzór określony w plikach 3D do proszku i tworzy z niego odporny na złamania model.

Selektywne topienie laserowe

Zasadniczo selektywne stapianie laserowe (zwane również drukowaniem SLM) działa dokładnie w taki sam sposób, jak selektywne spiekanie laserowe. Różnica polega jednak na tym, że proszek nie jest tutaj spiekany. Ponadto druk SLM jest praktycznie używany tylko do drukowania 3D metalu.

Proces druku 3D w złożu proszkowym

Modelowanie osadzania stopionego – ten proces drukowania 3D jest zwykle nazywany skrótem druk FDM. W wytłaczarce topi się tworzywo sztuczne w postaci rolek lub patyczków i przenoszone przez dyszę na stół drukujący. Tam drukarka 3D formuje płynny materiał zgodnie ze strukturą określoną w plikach 3D.

 

Czytaj także: Historia Druku