Osnove 3D ispisa: Vrste 3D pisača

3D ispis ne funkcionira baš kao normalan ispis – dok kada je u pitanju tinta na papiru, gotovo svaki stroj koji koristi, pa, papir i tintu, može, 3D ispis je puno specifičniji. Nije svaki pisač, pa čak ni svaka vrsta pisača prikladna za svaku vrstu niti ili projekt – morat ćete istražiti prije nego što odaberete jedan kako biste bili sigurni da ćete dobiti pravu vrstu za svoje potrebe.

Ovdje je sažetak nekih od najčešćih vrsta 3D pisača koje možete pronaći. To nije sveobuhvatan popis, ali ovo su oni o kojima mladi entuzijast 3D ispisa mora znati!

SLA

SLA ili Stereolitografija bila je prva vrsta 3D ispisa ikada. Stvorio ga je 1986. Chuck Hall, koristi tehniku ​​tiska koja se zove polimerizacija u kadi – koristi se fotopolimerna guma koja je izložena izvoru svjetlosti. Ova vrsta pisača idealna je za glatke površine i visoku razinu detalja na tiskanim projektima.

Nije posebno za početnike i ima mnogo primjena u medicini, gdje se koristi za ispis anatomskih modela, kao i mikrofluidiku. Pisač koristi više zrcala raspoređenih da usmjere laserski stup preko gume koja se koristi kao filament, tako da može formirati različite slojeve u zoni oblikovanja.

Točnost i brzina su ključne, a projekti 3D ispisa izgrađuju se od početka. Osim spomenutih primjena u medicini, ova tehnika tiska je korisna i u zrakoplovstvu i auto industriji. Pisači ove vrste uključuju ProJets i Vipers.

SLS

Specifično lasersko sinteriranje ili SLS omekšava najlonske prahove u čvrstu plastičnu građu. Korišteni materijali su termoplasti, što znači da su rezultati čvrsti, prikladni za prianjanje i upotrebu s velikim udarcem. Tehnika koja se koristi naziva se power bed fusion. Termoplast će se zagrijavati sve dok se ne ukapi, a zatim će se nanijeti slojevima na fazu oblikovanja. Laser se koristi za sinteriranje praha koji je naslagan u čvrsti, tvrdi sloj – a kada je poprečni segment gotov, faza pada za visinu tog sloja, dodaje se još praha i laser ga ponovno sinterira na čvrstu.

Višak praha koji je dodan, ali nije sinteriran, služi kao neka vrsta potpornog materijala koji će na kraju otpasti. Strukture podrške nisu potrebne zbog toga. Glavna prednost SLS-a je da stvara izvrsna mehanička svojstva, s nedostatkom dužeg vremena isporuke od drugih vrsta pisača. Primjeri uključuju Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 i Sharebot SnowWhite 2.

FDM/FFF

Modeliranje fuzije taloženja i izrada spojenih filamenata slične su vrste pisača. Oni izbacuju plastično vlakno sloj po sloj u fazu oblikovanja. Na taj se način relativno brzo i učinkovito mogu izraditi cjeloviti modeli. Stvorene površine obično su sve samo ne glatke, a rezultirajući modeli također obično nisu previše čvrsti. Drugim riječima, stvarna upotreba tiskanih dijelova može biti prilično ograničena. Unatoč tome, ovaj tip pisača izvrstan je izbor za početnike jer je pogodan za eksperimentiranje i prilično jednostavan za korištenje.

Međutim, ovaj tip pisača može biti jedan od pristupačnijih za pisače s niskim proračunom. Kolut filamenta se ubacuje u pisač, a zatim se gura kroz zagrijani izljev. Najčešći korišteni materijali su PLA, ABS i PET, ali neki drugi također rade, ovisno o korištenom izljevu.

Glava pisača pomiče se duž postavljenih osi i nanosi ukapljenu plastiku sloj po sloj. Kada je sloj dovršen, sljedeći sloj se pokreće dok objekt nije dovršen. Neke od najboljih upotreba ove tehnike su učvršćenja i kućišta, ali FFF i FDM su također prikladni za sve vrste malih ispraznih ispisa.

Modeli pisača uključuju Snapmaker i Ultimaker, kao i mnoge druge. S obzirom na to koliko je ova vrsta pisača danas rasprostranjena, postoji mnogo različitih modela u svim cjenovnim razredima.

DLP

Digitalna obrada svjetla donekle je slična SLA ispisu. Ispisuje brže i istovremeno otkriva slojeve umjesto da to radi u poprečnim dijelovima uz korištenje lasera. SLA i DLP imaju slične namjene upotrebe i modeli su oblika infuzije. Za razliku od FFF-a, površine su glatke i stoga projekti mogu pronaći primjenu u stvarima kao što su stomatološke aplikacije.

S druge strane, DLP ispisi su pomalo slabi. Obično nisu korisni za mehaničke dijelove ili bilo što što zahtijeva posebnu stabilnost. Što se tiče razlika između SLA i DLP – gdje prvi koristi laser za crtanje zaobljenih oblika, DLP koristi zaslon za projiciranje kvadratnih voksela određene minimalne veličine kako bi se stvorili oblici koji se ispisuju.

Pisači ovog tipa uključuju Micromake L2, SprintRay Moonray i Anycubic Photon S.

MJF

Multi Jet Fusion pisači sastavljaju dijelove od najlonskog praha. Umjesto lasera (kao kod SLS ispisa), za primjenu topline za otapanje praha koristi se inkjet skupina. Rezultat su stabilnija i predvidljivija mehanička svojstva, kao i bolji površinski rezultati.

Brže vrijeme izrade ove tehnike također dovodi do nižih ukupnih troškova izrade. Ispisna glava ispušta stotine malih kapljica fotopolimera koje se kasnije stvrdnjavaju u UV svjetlu. Kada se sloj stvrdne, nanosi se sljedeći sloj dok objekt nije gotov.

Ova tehnika zahtijeva pomoćni materijal koji se vadi nakon rukovanja. Iako to može predstavljati neke poteškoće, MJF je jedna od rijetkih tehnika koja omogućuje pisačima da proizvode više objekata u jednom retku bez žrtvovanja bilo kakve brzine izrade. Također može proizvoditi stvari koristeći različite materijale iu punom tonu. To znači da kada je optimalno raspoređen, MJF može masovno proizvoditi male identične dijelove znatno brže od bilo kojeg drugog tipa pisača. Pisači ove vrste uključuju seriju HP Jet Fusion.

PolyJet

PolyJet pisači proizvode glatke i točne dijelove prikladne za razne stvari. Nude razlučivost mikroskopskog sloja i mogu proizvesti i tanke stijenke i složene elemente budući da mogu raditi s najrazličitijim materijalima od bilo kojeg 3D pisača (naravno, pod uvjetom da su opremljeni pravom mlaznicom/ležajem). PolyJet ispisi mogu se koristiti za izradu učvršćenja, kalupa i raznih proizvodnih alata.

Postoji niz modela pisača posebno za korištenje u stomatološkom radu – za zubotehničke laboratorije i dentalni tisak. Brzi i visokokvalitetni ispisi koji su rezultat ove tehnologije čine ga odličnim izborom za takvu vrstu medicinske upotrebe. Ovi pisači rade pomoću nekoliko glava za mlaz - oni talože sloj materijala za izradu klizeći duž osi. Svaka glava doprinosi različitim količinama na različitim mjestima kako bi se stvorio bez obzira na oblik tog sloja. Najčešće postavke ovih pisača imaju glavu pisača s više mlaznica inkjet stila.

Distribuirani materijali se bljeskaju i stvrdnjavaju UV slojem prije nego što se pisač pomakne – platforma spušta sloj i dodaje se sljedeći sloj. Sirovi materijali i filamenti se ne pohranjuju na špule, već u patrone koje su zakačene na mlaznice, za razliku od običnog inkjet pisača. Pisači ovog tipa uključuju seriju Connex 3, Objet30 i J5 DentaJet.

DMLS

DMLS pisači imaju jednu primarnu primjenu - ispis stvari na bazi metala. Koristeći aditive na bazi metala, DMLS su standardni strojevi za bilo koju vrstu 3D ispisa koji uključuje MF filamente. Dok su neki drugi pisači također sposobni rukovati materijalom, DMLS-ovi su posebno dobri u stvaranju jednoličnih dijelova sličnih kvaliteta kao i stvari koje su izlivene od 'normalnog' metala.

DMLS je skraćenica od Direct Metal Laser Sintering, i to je upravo način na koji radi – koristi laser velike snage za taljenje praškastih slojeva metalne/plastične mješavine prije nego što ih ponovno stvrdne kako bi se stvorio projekt. Djeluje slično kao što se može zavariti ili lemiti vrlo finim i preciznim laserom, ali je brži i mnogo točniji nego što bi se ljudske ruke mogle nadati.

Ovi su pisači prilično komplicirani za korištenje i zahtijevaju/koriste neke nekonvencionalne elemente (kao što je obično komora za gradnju punjena plinom argonom) i stoga uopće nisu prikladni za početnike – pogotovo s obzirom na njihove bolno visoke cijene. Uz to, mogu raditi s raznim legurama i metalima, uključujući čelik, titan, nikal, kobalt i bakar. Modeli DMLS pisača uključuju EOS M 290 i FormUp 350.

EBM

Electron Beam Melting je vrsta fuzijskog tiska u sloju praha. Koristi elektronsku zraku, a ne tipičan laser za spajanje čestica i izgradnju dijela. Stvara nevjerojatno stabilne i otporne strukture spajanjem metala s metalom. Trenutno ovu tehnologiju koristi i proizvodi samo jedna tvrtka – GE Additive.

U usporedbi s drugim pisačima koji koriste lasere kao izvor topline, EBM pisači koriste elektronski top za izdvajanje elektrona iz, na primjer, niti od volframovog čelika u vakuumu. Zatim se ubrzavaju i projiciraju na metalni prah koji se taloži za svaki sloj.

Kada je projekt ispisan, višak praha se uklanja puhačem. Budući da se cijeli proces odvija u vakuumu, dijelovi i prah ne oksidiraju dok se koriste – a kada je otisak gotov, dobra količina neiskorištenog praha može se koristiti izravno. To se razlikuje od većine drugih tehnika tiska i značajno smanjuje troškove tiska, jer materijali mogu biti prilično skupi, posebno kada su u pitanju metalni filamenti.

U usporedbi s laserskim pisačima, pisači s elektronskim snopom imaju prednost u brzini, ali malo pate u pogledu preciznosti i maksimalne veličine proizvodnog dijela. Budući da je snop širi od lasera, neke stvari koje su moguće s laserom ne mogu se napraviti u EBM pisaču. S obzirom na ograničen broj dostupnih modela pisača, postoji i ograničenje na veličine dijelova – proizvodni volumen laserskog pisača lako može biti dvostruko veći od usporedivog EBM modela.