Jak działa drukowanie 3D?

Wyobraź sobie sterowany robotem pistolet do klejenia na gorąco, który używa plastiku zamiast kleju i masz podstawy drukarki 3D. Nici z tworzywa sztucznego są podawane do głowicy drukującej, która jest podgrzewana w celu stopienia materiału. Głowica drukująca porusza się bardzo precyzyjnie w trzech wymiarach i upuszcza linie plastiku na łóżko drukujące - stół, na którym drukuje. Drukarka robi to w kółko, tworząc warstwy plastiku, aż utworzy część 3D.

Wszystko zaczyna się od modeli 3D

Każdy obiekt wydrukowany na drukarce 3D rozpoczyna się od modelu 3D. Są one zwykle wykonywane w programie CAD zaprojektowanym do pracy w rzeczywistych modelach 3D, takich jak TinkerCAD, Fusion360 lub Sketchup. To trochę różni się od tego, w jaki sposób można tworzyć modele 3D do filmów lub gier, choć z pewnością można wydrukować bardzo szczegółowe dane z tradycyjnego oprogramowania do modelowania 3D.

Jedną z zalet drukarki 3D jest to, że może drukować prawie wszystko. Niektóre modele są tak skomplikowane, że nie można ich wykonać przy użyciu tradycyjnych technik produkcyjnych, takich jak formowanie lub frezowanie CNC, i tam drukarze 3D mają oczywistą przewagę. Jednak nie są one używane tylko do tworzenia fantazyjnych geometrycznych kształtów, ponieważ zazwyczaj dużo taniej jest dla dużego zakładu badawczo-rozwojowego, który wydrukuje jeden model z tworzywa sztucznego, zamiast montować całą fabrykę, aby wykonać rzeczywistą część. Nazywa się to prototypowaniem, co pozwala uzyskać próbny wydruk, który pomaga przetestować ostateczną wersję bez marnowania cennego czasu i materiałów.

Krojenie modelu do druku

Ponieważ drukarka nie rozumie, jak wykonać złożoną siatkę 3D i przekształcić ją w drukowany model, model 3D musi zostać zdekodowany na informacje zrozumiałe dla drukarki. Proces ten nazywa się krojeniem, ponieważ wymaga skanowania każdej warstwy modelu i informuje drukarkę, w jaki sposób należy przesunąć głowicę drukującą, aby utworzyć kolejno każdą warstwę. Robi się to za pomocą krajalnicy, programu, który obsługuje to wszystko dla ciebie, jak CraftWare lub Astroprint.

Krajalnica poradzi sobie z "wypełnieniem" modelu, tworząc kratownicową strukturę wewnątrz solidnego modelu, aby nadać mu dodatkową stabilność. To jeden z obszarów, w którym błyskają drukarki 3D - mogą drukować bardzo mocne materiały o naprawdę niskiej gęstości, poprzez strategiczne tworzenie kieszeni powietrza wewnątrz modelu i czyniąc go znacznie lżejszym.

Kolejną rzeczą, którą obsługuje krajalnica, są kolumny wsporcze. Ponieważ drukarka nie może układać plastiku na cienkim powietrzu, należy utworzyć kolumny nośne, aby umożliwić drukarce wypełnienie luki. Są one zdejmowalne, ale są używane w procesie drukowania, aby się nie zawaliły.

Po zakończeniu krajarki wyśle ​​dane do drukarki 3D, aby rozpocząć proces drukowania.

Oczekiwanie na długi czas

Po uruchomieniu drukarki zauważysz główny problem związany z drukowaniem 3D dzisiaj: jest strasznie powolny. Podczas gdy drukarka 2D może wydrukować całą książkę w ciągu kilku minut, większość wydruków 3D zajmie kilka godzin, jeśli nie dni, aby zakończyć drukowanie. A jeśli zawaliłeś ustawienia, źle skonfigurowałeś fragmentator lub po prostu wpadłeś na niego trochę, możesz stracić cały wydruk.

Istnieje kilka szybszych technologii tworzących plamy w branży, takich jak Carbon M1, który wykorzystuje lasery wystrzeliwane w złoże cieczy i wyciąga z niego wydruk, znacznie przyspieszając proces. Ale tego typu drukarki są wielokrotnie bardziej skomplikowane, znacznie droższe i działają tylko z plastikiem.

Więc powinienem kupić drukarkę 3D?

Jeśli nie jesteś zainteresowany projektowaniem i drukowaniem części, z pewnością nie zastąpisz nudnej drukarki 2D w najbliższym czasie.

Większość producentów drukarek kupi zwykle druk z tworzywa sztucznego, choć istnieją egzotyczne (i drogie) drukarki, które mogą drukować praktycznie wszystko. Jest nawet drukarka 3D, która może drukować sztuczne mięso. Technologia porusza się bardzo szybko i ma znaczące konsekwencje w wielu branżach. Pewnie pewnego dnia będziesz mógł drukować wykwintne posiłki z jadalnej drukarki żywnościowej, ale do tego czasu pozostaje on hobbystą i urządzeniem przemysłowym.

Mimo to, z ciągle spadającymi cenami, może to być zabawne hobby - zwłaszcza, jeśli budujesz wszystko, gdy używane są małe plastikowe modele.

Kredyty wizerunkowe: Kaca Skokanova / Shutterstock