Josh Hendrickson
Jeśli Myślisz o zakupie drukarki 3D, możesz być zaskoczony, że istnieją dwa różne typy drukarek 3D: Fused Deposition Modeling (FDM) i żywica. Podczas gdy obaj używają plastiku do tworzenia wydruków 3D, które powinieneś uzyskać, zależy od kilku czynników, od tego, co i gdzie będziesz drukować, po to, jak dużo zamieszania po wydruku jesteś w stanie zrobić. Przyjrzyjmy się bliżej.
Produkcja addytywna — warstwa warstwy druku 3D
Większość drukowania 3D, zwłaszcza na poziomie hobbystów lub prototypów, powstaje w procesie zwanym wytwarzaniem addytywnym. Choć brzmi to skomplikowanie, w rzeczywistości jest to tylko techniczny termin na tworzenie obiektu poprzez drukowanie bardzo cienkich warstw, jedna na drugiej, aby uzyskać pożądany wydruk. Dzieje się tak niezależnie od tego, czy stosowanym procesem jest FDM (Fused Deposition Manufacturing), czasami nazywany FFF (Fused Filament Fabrication), czy też stereolitografia, przy użyciu ciekłej żywicy z tworzywa sztucznego, która twardnieje pod wpływem światła ultrafioletowego o określonej częstotliwości. Jeśli myślisz o torcie złożonym z warstw, a nie tylko kawałku ciasta, masz pomysł.
Drukarki FDM — tworzenie obiektu z rolki plastiku
Drukarka FDM nakłada jedną warstwę na drugą. sadedesign/Shutterstock.com
Drukowanie 3D FDM jest obecnie najpopularniejsza forma drukowania 3D w niskich lub umiarkowanych cenach, ale to się zmienia, ponieważ niedrogie drukarki żywiczne zalewają rynek. Druk FDM wykorzystuje rolkę cienkiego, nitkowatego tworzywa sztucznego o średnicy 1,75 mm lub 3 mm, przy czym najpopularniejszy jest 1,75 mm. Filament termoplastyczny dostarczany jest na plastikowej szpuli. Najpopularniejszy rozmiar szpuli zawiera 1KG wagi filamentu. Prawie żaden sprzedawca tak naprawdę nie mówi ci, jak długi jest żarnik, tylko ile waży. To dobrze, ponieważ większość programów do cięcia, które konwertuje model obiektu 3D na Gcode, który mówi drukarce, gdzie i jak wydrukować każdą warstwę, często podaje, ile filamentu w metrach lub stopach będzie wymagał obiekt.
Filamenty do drukarek 3D FDM są dostępne w wielu różnych materiałach, z których każdy jest bardziej odpowiedni do drukowania różnego rodzaju obiektów. Najpopularniejszym i najłatwiejszym w użyciu z punktu widzenia określania czynników, takich jak temperatura ekstrudera i inne ustawienia, jest PLA (kwas polimlekowy), który jest biodegradowalny, bezwonny i nie wymaga podgrzewania platformy roboczej. Jest również generalnie nieco tańszy niż inne materiały filamentowe.
ABS (akrylonitryl-butadien-styren) to kolejny popularny włókno i zwykle jest mocniejszym i trwalszym materiałem niż PLA. Jest również nieco bardziej wybredny w kwestii parametrów drukowania niż PLA, wymaga wyższej temperatury ekstrudera i podgrzewanej platformy roboczej, aby uzyskać najlepsze wyniki i zapobiec wypaczaniu. Inne materiały, takie jak PETG (politereftalan etylenu). TPU (termoplastyczny poliuretan), nylon i inne materiały, takie jak włókno zawierające wypełniacze, takie jak włókna metalowe lub drzewne, są również obfite i umożliwiają drukowanie przedmiotów, które wyglądają jak metal, drewno, a nawet włókno węglowe.
Właściwy proces drukowania filamentów można traktować jako pistolet do klejenia, który porusza się w trzech wymiarach. Moduł ekstrudera rozwija filament z tworzywa sztucznego i kieruje go do gorącego końca (który czasami jest wbudowany w ekstruder), gdzie jest topiony i wypychany z metalowej dyszy. Gorący koniec jest przesuwany w trzech wymiarach – wzdłuż osi X (z boku na bok), osi Y (przód i tył) oraz osi Z (w górę iw dół). W przypadku niektórych drukarek porusza się gorący koniec, a w niektórych platforma konstrukcyjna porusza się w osi X i Y, a gorący koniec porusza się w osi Z. W każdym razie wynik netto jest taki, że cienka linia stopionego włókna jest układana najpierw na platformie roboczej dla pierwszej warstwy, a następnie na wierzchu każdej poprzedniej warstwy, budując drukowany obiekt warstwa po warstwie, aż do obiekt jest gotowy.
W przypadku drukarki FDM należy wziąć pod uwagę jakiego rodzaju filamentu może użyć, rozmiar stołu roboczego i czy stół drukujący może być podgrzewany. Podgrzewany stół roboczy jest ważny, jeśli chcesz używać najszerszej gamy rodzajów filamentów. W przypadku wielu rodzajów filamentów, takich jak ABS, nieogrzewane łóżko drukujące może spowodować, że drukowany obiekt nie będzie mógł przykleić się do stołu roboczego lub spowodować wypaczenie podstawy drukowanego przedmiotu, gdy plastik stygnie. I pamiętaj, że niektóre tworzywa sztuczne wydzielają niepożądane opary po stopieniu, więc ich użycie może wymagać umieszczenia drukarki w miejscu, w którym wytworzone opary nie będą uciążliwe.
Kolejną kwestią jest oprogramowanie dołączone do drukarki. Aplikacja, która jest dostarczana z każdą drukarką, czy to FDM, czy SLA, nosi nazwę slicera. Fragmentator przekształca obraz modelu w instrukcje sterujące drukarką i jakością druku. Język, którego używają drukarki 3D, nazywa się Gcode.
Niektórzy dostawcy drukarek, tacy jak XYZprinting, używają własnego oprogramowania do skrawania. Inne korzystają z oprogramowania CURA opracowanego i obsługiwanego przez dostawcę drukarek Ultimaker. CURA jest wydana jako oprogramowanie typu open source, a poszczególni dostawcy drukarek dodają profile drukarek, które ustawiają niektóre parametry drukowania, do listy obsługiwanych drukarek. Niektóre inne popularne fragmentatory to KISSlicer, PrusaSlicer, Repetier i Slic3r. Jeśli uważasz, że w końcu możesz kupić kilka drukarek FDM od różnych dostawców, sensowne może być użycie uniwersalnej krajalnicy, takiej jak CURA, która obsługuje setki różnych modeli drukarek od wielu dostawców.
Drukarki żywiczne SLA— Drukowanie z niewidzialnym światłem
Drukarki żywiczne tworzą obiekty ze światłoczułego płynnego plastiku. luchschenF/Shutterstock.com
Drugi wydruk 3D technologią jest stereolitografia, często w skrócie SLA. Stereolitografia była pierwszą technologią druku 3D i została wynaleziona w 1986 roku. Drukarki 3D SLA wykorzystują postać płynnej żywicy, która twardnieje pod wpływem światła ultrafioletowego w procesie zwanym fotopolimeryzacją. W większości hobbystycznych drukarek SLA to źródło światła to dioda LED UV świecąca przez panel LCD, który przepuszcza część światła i blokuje inne. Kiedy przechodzące światło UV uderza w warstwę żywicy, utwardza plastik na platformie roboczej, która porusza się w pionie i odsłania więcej płynnej żywicy, aby utworzyć obiekt warstwa po warstwie.
Istnieje ogromna liczba żywic dostępnych, a wiele z nich jest przeznaczonych do specjalistycznego drukowania określonych rodzajów wydruków 3D z żywicy. Należą do nich twardy plastik, elastyczny plastik, żywica do wyrobu biżuterii i odlewania w wosku traconym oraz żywice stosowane w laboratoriach dentystycznych. Standardowa żywica jest dostępna u kilkunastu lub więcej dostawców i jest sprzedawana na litr (lub pół litra).
Drukarki żywiczne są brudne i toksyczne. Żywica może dostać się do rąk lub oczu, dlatego zaleca się rękawice nitrylowe i ochronę oczu. Prawie wszystkie żywice stosowane w druku 3D wydzielają opary i wymagają stosowania w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Druk żywiczny ma pewne poważne niedociągnięcia dla początkujących użytkowników, w tym specjalistyczne krajalnice, małe płyty montażowe; i potrzeba obróbki końcowej, w tym mycia alkoholem izopropylowym i utwardzania UV obiektu z zewnątrz (choć umożliwia to pozostawienie go na słońcu przez kilka godzin). Jeśli zdecydujesz się na drukowanie z żywicy, wartościowym akcesorium jest stacja mycia i utwardzania, która może kosztować 100 USD lub więcej. Wielu producentów drukarek 3D z żywicy tworzy również pasujące stacje utwardzania, które są ze sobą kompatybilne. Druk żywiczny był kiedyś znacznie droższy niż druk FDM, ale ceny drukarek żywicznych spadły i stały się konkurencyjne.
Podejmowanie decyzji
Dla wielu potencjalnych nabywców filament FDM drukarka będzie sposobem na twoją pierwszą drukarkę 3D. Druk żywiczny jest brudny, wytwarza opary i wymaga znacznej ilości wykończenia po drukowaniu, w tym pewnego rodzaju pudełka do drukowania UV, aby utwardzić zewnętrzną warstwę żywicy lub pozostawienia przedmiotu na słońcu, aby utwardzić warstwę powierzchniową. Nadmiar żywicy również należy ostrożnie usunąć; nie możesz po prostu spłukać go w zlewie lub spłukać w toalecie. Drukarki FDM Filament są po prostu tańsze i łatwiejsze w użyciu (przynajmniej na początek).
Mimo to, pomimo całego bałaganu, zamieszania i oparów, obiekty drukowane na żywicy są zwykle bardziej szczegółowe i wykazują mniej warstw. Drukarki żywiczne są bardzo popularne do drukowania miniatur. Krajalnica dołączona do drukarek żywicznych różni się nieco od tych dostarczanych lub dostępnych dla drukarki FDM. Nadal realizują tę samą funkcję, przekształcając modele w kod, który może wykonać drukarka. Mimo to, ponieważ drukarka żywiczna działa inaczej niż jednostka FDM, kod jest również inny. Wiele drukarek żywicznych jest wyposażonych w krajalnicę o nazwie Chitubox, a krajalnica Prusa będzie działać również z drukarkami SAL.
Niezależnie od wybranej technologii, w sieci dostępne są tysiące plików obiektów 3D, które można bezpłatnie pobrać. Dobrym miejscem do rozpoczęcia jest strona Thingiverse.com Makerbota. Rozpoczęcie wysiłków związanych z drukowaniem 3D z jednym z nich to wspaniały sposób na zdobycie doświadczenia.
