Co je to 3D tiskárna

Jednou z nejslibnějších oblastí moderního světa je vytváření trojrozměrných objektů pomocí 3D tisku. Technologie tisku umožňuje vytvářet poměrně složité a podrobné produkty. Dnes je používání trojrozměrného tisku možné nejen na výrobních místech, ale také doma, proto stačí zakoupit 3D tiskárnu.

Co je to 3D tiskárna?

Trojrozměrná tiskárna je zařízení schopné vytvářet objekty na základě vytvořených digitálních 3D modelů. Výrobky se získají vrstvením materiálu. Jako základ se používají termoplastické a fotopolymerní pryskyřice, ale s vývojem technologie se zvyšuje množství materiálů používaných v roli surovin.

Postup pro výrobu produktů vypadá takto:

1. Proces vytváření 3D modelu, tj. vizuální obraz budoucího produktu se vyvíjí se zachováním všech proporcí. Model je vytvořen pomocí specializovaného softwaru.
2. Po vytvoření modelu musíte soubor zpracovat. Zpracování zahrnuje převod souboru na digitální kód, který rozděluje celý model do několika paralelních vrstev. Takto jsou generovány příkazy pro 3D zařízení, které distribuuje materiál k vytvoření objektu.
3. Poslední fází je 3D tisk produktu, tj. proces vytváření produktů vrstvením materiálu. Proces se provádí za použití tiskové hlavy (extruderu), která se pohybuje podél osy 0Y a 0X, tj. materiál je veden pouze podél horizontální roviny v souladu s programovým kódem vrstvy. Při nanášení další vrstvy se vytlačovací stroj posune podél svislého vedení (podél osy 0Z) ve vzdálenosti rovné velikosti vrstvy. Poté se začne aplikovat další vodorovná vrstva.

Nápověda: Proces tisku se může lišit v závislosti na výrobní technologii, ale celkový proces vytváření produktů spočívá ve vrstvení materiálu.

Typy 3D tiskáren

Zařízení jsou rozdělena podle jedinečnosti tiskového procesu, tj. z použité technologie. Nejběžnější metody tisku jsou FDM (Fused Deposition Modeling / Direction Modeling) a SLA (laserová stereolitografie / laserová stereolitografie)

Technologie směrového modelování je jednou z prvních metod tisku, která se objevila. Pro výrobu předmětů byly použity termoplasty ve formě vinutých paprsků nebo nití na cívce. Způsob tisku je následující:

1. Cívka nebo nit jsou instalovány v extrudéru. Působením ohřívacího zařízení se materiál začíná tát a kanálem vstupuje do pracovní plochy.
2. Extrudér provádí pohyb na zadaných souřadnicích v souladu s digitálním kódem. Výroba probíhá ve vrstvách vzhledem k vodorovné rovině.
3. Při výrobě složitých výrobků se používají dva materiály: hlavní a pomocné. Produkt je vytvořen pomocí základního materiálu. Pomocný materiál je určen k vytvoření dočasných podpor a také k vyplnění dutého prostoru produktu. Protože tiskárna není schopna tisknout objekt ve vzduchu bez udání důvodu.

Nápověda: Pomocný materiál se následně odstraní speciálním rozpouštědlem nebo se snadno odlomí.

Výrobky vyrobené pomocí technologie FDM mají dobrou mechanickou a chemickou pevnost. Takových vlastností je dosaženo použitím termoplastické výrobní třídy. Tato technologie je také snadná a vhodná pro použití v domácích podmínkách.

Technologie SLA nebo stereolitografie tiskne produkty pomocí kapalných fotopolymerních pryskyřic, které zamrzají pod vlivem zdroje energie ve formě laseru. Díky této metodě mají výrobky vysokou přesnost (až 15 mikronů). Tisk objektů je následující:

1. Pracovní plocha je spuštěna do nádoby s fotopolymerní kapalinou do hloubky jedné vrstvy;
2. Zdroj energie (laser) řezá tvar objektu podle daných souřadnic objektu;
3. Proces polymerace probíhá v důsledku toho, že v místech kontaktu dochází k tuhnutí;
4. Postup se opakuje pro každou vrstvu, dokud se předmět nevyrábí;
5. Po výrobě je model ponořen do kontejneru se speciálním řešením pro čištění od pomocných prvků;
6. Poslední fází je ultrafialové záření, aby se urychlil proces tvorby produktu.

Stereolitografie je jednou z nejmodernějších technologií, ale potřebuje drahé materiály. Existují také méně známé typy tisku:

SlS (selektivní laserové slinování) principem vytváření předmětu je přivádění tenké vrstvy materiálu ve formě prášku na pracovní plochu, která se slinuje působením laseru. Hlavní výhodou této metody je absence potřeby použití pomocných prvků, ale vyžaduje další tepelné zpracování. Neposkytuje použití v domácích podmínkách.

EBM (tavení elektronovým paprskem). Tato technologie je podobná selektivnímu laserovému slinování, ale produkt je vytvořen ve vakuu a nevyžaduje další tepelné zpracování.

Pomocí 3D tisku lze přiřadit 3D pero. Princip fungování je podobný technologii FDM, má však menší vzhled a používá se k vytváření výkresů s trojrozměrným efektem.

Co může 3D tiskárna?

Trojrozměrný tisk se dnes používá téměř ve všech sférách života. Existují příklady vytváření kulinářských pokrmů pomocí 3D tisku. Podrobnosti o jakékoli složitosti jsou vytvořeny pro složitější struktury ve všech průmyslových odvětvích. Nejdůležitější a nezbytnou oblastí je však stále medicína.

Několik společností vyvíjí organické napodobovače, které mohou prakticky nahradit přírodní látky. Také 3D tisk vám pomůže v protetickém prostředí kloubů. Nejběžnější použití trojrozměrné výroby bylo přijato ve stomatologii. Kromě protetik se používají tiskárny k výrobě falešných orgánů. Možnosti trojrozměrného tisku každým dnem rostou a jsou stále dostupnější.

3D tiskárny pomáhají nejen lidem, ale také zvířatům. Jedním ze známých případů je vytvoření skořápky želvy, která byla zraněna při lesním požáru. Nový obal tak zachránil život zvířete a existuje mnoho takových případů. Dalším jedinečným případem je protetická noha pro slona. Jedinečnost případu spočívá v tom, že protézy pro slona nejsou prakticky vyrobeny z důvodu velké hmotnosti zvířete.

Moderní technologie tisku umožňuje vytvořit i celou budovu. Při výstavbě malého domu (37 m2) vědci strávili pouze 24 hodin a ukázalo se, že je dvakrát levnější než obvyklá metoda.