Enheten och principen för 3D-skrivaren, de viktigaste metoderna och typerna av 3D-utskrift

För närvarande används 3D-tryckteknik alltmer för att skapa dekorativa element, maskindelar och apparater och olika funktionella enheter. Och den mest relevanta utvecklingen gör att du kan skriva ut hela byggnader och till och med organ och proteser för människor. Samtidigt på marknaden kan du hitta skrivare som börjar på flera hundra dollar, för hushållsbruk och tiotusentals dollar - för industriellt bruk. I den här artikeln kommer vi att täcka grundläggande information om typer och design för en 3D-skrivare.

typer

Begreppet 3D-utskrift är inte så tydligt. Det är uppdelat i många typer och skiljer sig från principen om att bilda ett utskrivbart föremål och de material som används för detta. Hur är de?

FDM-utskrift (Fused Deposition Modeling) - Det här är det vanligaste sättet att få volymetriska objekt i vardagen och det billigaste alternativet för volymtryck. I detta fall skriver 3D-skrivaren ut delen med smält plast. De mest använda plasten är PLA och ABS. Tjockleken på ett trycklager är i genomsnitt mellan 50-100 mikron (i de flesta modeller). Vad den här skrivaren består av kommer vi att överväga senare.

SLA-utskrift (laserstereolitografi) - låter som "stereolitografi." Installationen för denna typ av 3D-tryck består av en laser (detta är en fixeringskropp som rör sig längs stavarna med hjälp av motorer) på basen på vilken delen och badkar med flytande fotopolymerer trycks. Funktionsprincipen är användningen av fotopolymerord som ett material.

Lasern drar på harts varje lager av det framtida objektet. Efter varje skikt nedsänks arbetsplattformen i ett bad med en fotopolymer till ett djup lika med tjockleken på nästa skikt. Interaktionen mellan laserstrålen och fotopolymeren härdar på de platser där laserstrålen träffade ytan.

Med denna metod kan du uppnå exakta resultat, och skikttjockleken kan nå så lite som 15 mikron. Detta tillåter användning av stereolitografi för medicinska ändamål (tandvård) och smycken. SLA-teknik kräver inte tryckning av stödelement, och efter tryckning nedsänks produkten i ett bad med lösningar för att rengöra modellen. Det sista steget är ultraviolett bestrålning för fullständig fixering av fotopolymerer. Den största nackdelen är de höga kostnaderna för skrivare och rekvisita, vilket gör det olämpligt att använda det hemma.

SLS-teknik - Selektiv lasersintring. Ett pulverlager matas till arbetsytan, beroende på uppgiften - det kan vara metall, plast och till och med keramik och glas, varefter skiktområdet för den framtida delen bearbetas med en laser, sedan sänks plattformen och processen upprepas. Påminner SLA genom handlingsprincipen. I slutet av processen krävs värmebehandling av elementet. Inte heller lämplig för hushållsbruk och är dyr.

Elektronstrålsmältning eller EBM-teknik. Det skiljer sig från den tidigare tekniken genom att metallpulvret smälts av en elektronstråle i vakuum, och resultatet kräver inte värmebehandling.

SLM - selektiv lasersmältning, fungerar endast med metallpulver, enligt driftsprincipen liknar det SLS, men, liksom i EBM, krävs inte slutlig värmebehandling.

3DP - skillnaden från de tidigare är att arbetsmaterialet inte smälts utan limskikt appliceras med bläckstråleskrivning. På detta sätt är färg 3D-utskrift möjligt.

FDM 3D-skrivare

Utskrift med FDM-teknik är det vanligaste bland både amatörer och för att lösa många professionella uppgifter. Samma metod är en av de äldsta. Därför kommer vi att undersöka mer exakt vilken typ av volymtryck som passar bra för hemmet och verkstaden.

Enhet och funktioner

En 3D-skrivare som skriver ut med plast med FDM-teknik består av:

1. Arbetsytan, ofta kallad plattformen. Det kan värmas upp.

2. En extruder är, i enkla termer, ett skrivhuvud.Den har en plastfilmmekanism, värmare och tryckmunstycken.

3. Mekanismen för rörelse av extrudern längs axlarna. Består av stavar, en spiralaxel och motorer, till exempel, stepper.

Beroende på skrivarens design kan både strängsprutaren och arbetsytan röra sig längs den vertikala axeln (Z-axeln) och den kan också röra sig längs Y-axeln. Strängsprutaren rör sig längs de horisontella axlarna.

Obs:

En 3D-modell skapas för utskrift med någon typ av 3D-skrivare, men den kan inte laddas i skrivaren för utskrift. Innan detta bearbetas modellen, den så kallade G-kod. Meningen med denna åtgärd är att dela upp modellen i lager och bilda banor som strängsprutaren kommer att röra sig (eller ett annat tryckelement, beroende på teknik).

Vid utskrift används ABS- och PLA-plast. Beroende på enhetens komplexitet kan extruderaren innehålla två munstycken och mer - ett för att skriva ut delar med basmaterial och det andra för att skriva ut stödstöd (stöd).

Stöd behövs för att stödja delar av den del som hänger i luften så att de inte sjunker under kylning och stelning. När utskriften är klar avlägsnas stödbenen.

En förenklad version av 3D-skrivaren är 3D-penna. I själva verket är det en extruder som du själv flyttar handen. Även om det är en barnleksak, är det bara en underbar produkt för underhållning och bekant med teknik, och om du har konstnärliga färdigheter kommer du säkert att kunna skapa vacker heminredning.

egenskaper hos

När du väljer en 3D-skrivare måste du ta hänsyn till flera egenskaper, bland dem:

• Vilka material skriver enheten, även om de vanligaste modellerna stödjer utskrift med två typer av plast - ABS och PLA, men ändå uppmärksamma detta problem när du köper.

• Utskriftsupplösning - Kvaliteten och noggrannheten för delen beror på skiktets tjocklek. En skikttjocklek på 50 mikron anses vara utmärkt och 100 - mer än bra.

• Utskriftshastighet - mer beroende av utskriftsupplösningen.

Det är viktigt att:

Eftersom delen är tryckt i lager, kom ihåg att dess yta kommer att vara grov och tråkig, och dess sprickstyrka kommer att vara mycket lägre än för fasta produkter. Skiktets höjd (tjocklek, som du föredrar) beror på hur grov delen kommer att bli. Å andra sidan, desto tunnare lager - desto mer tid kommer att läggas på att skriva ut och ju fler pass som extrudern kommer att göra, kommer belastningen på alla delar av skrivaren att öka.

• Mått på utskriftsområdet - det här problemet kan bli en hinder för valet av en viss modell. Du kan inte skriva ut produkten mer än det utskrivbara området. Det är begränsat av bredd, djup och höjd, med andra ord X-, Y- och Z-axlarna.

I vissa fall, till exempel för delta-skrivare, indikeras diameter och höjd på utskriftsområdet, eftersom det har en cylindrisk form (se figuren nedan).

slutsats

I den här artikeln berörde vi allmänna frågor om 3D-skrivare och utskrift i allmänhet. Om du är intresserad av specifika ämnen mer detaljerat, skriv om detta i kommentarerna så berättar vi om dem.