Enhed og princip for 3D-printerens drift, de vigtigste metoder og typer af 3D-udskrivning

På nuværende tidspunkt bruges 3D-udskrivningsteknologier i stigende grad til at skabe dekorative elementer, maskindele og apparater og forskellige funktionelle enheder. Og den mest relevante udvikling giver dig mulighed for at udskrive hele bygninger og endda organer og proteser til mennesker. På samme tid kan printere findes på markedet fra flere hundrede dollars til husholdning og titusinder af dollars - til industrielt brug. I denne artikel vil vi dække grundlæggende oplysninger om typer og design af en 3D-printer.

typer

Begrebet 3D-udskrivning er ikke så tydeligt. Det er opdelt i mange typer og adskiller sig fra princippet om dannelse af et udskrivbart objekt og de materialer, der bruges til dette. Hvordan er de?

FDM-udskrivning (Fused Deposition Modelling) - Dette er den mest almindelige måde at hente henholdsvis volumetriske genstande i hverdagen på og den billigste mulighed for volumetrisk udskrivning. I dette tilfælde udskriver 3D-printeren delen med smeltet plast. De mest almindeligt anvendte plastmaterialer er PLA og ABS. Tykkelsen på 1 tryklag er i gennemsnit mellem 50-100 mikron (i de fleste modeller). Hvad denne printer består af, vil vi overveje senere.

SLA-udskrivning (laserstereolitografi) - lyder som "stereolithografi." Installationen til denne type 3D-udskrivning består af en laser (dette er et fastgørelseslegeme, der bevæger sig langs stængerne ved hjælp af motorer) på basen, hvorpå delen og badekar med flydende fotopolymerer er trykt. Funktionsprincippet er brugen af ​​fotopolymerord som materiale.

Laseren trækker på harpiks hvert lag af det fremtidige objekt. Efter hvert lag nedsænkes arbejdsplatformen i et bad med en fotopolymer til en dybde, der er lig med tykkelsen af ​​det næste lag. Interaktionen mellem laserstrålen og fotopolymeren hærder de steder, hvor laserstrålen rammer dens overflade.

Denne metode giver dig mulighed for at opnå nøjagtige resultater, og lagtykkelsen kan nå op til 15 mikron. Dette tillader brugen af ​​stereolitografi til medicinske formål (tandlæge) og smykker. SLA-teknologi kræver ikke udskrivning af støtteelementer, og efter udskrivning nedsænkes produktet i et bad med opløsninger til rengøring af modellen. Det sidste trin er ultraviolet bestråling til fuldstændig fiksering af fotopolymerer. Den største ulempe er de høje omkostninger ved printere og forbrugsvarer, hvilket gør det upassende at bruge det derhjemme.

SLS-teknologi - Selektiv lasersintring. Et pulverlag føres til arbejdsoverfladen, afhængigt af opgaven - det kan være metal, plastik og endda keramik og glas, hvorefter lagområdet for den fremtidige del behandles af laseren, efter at platformen er sænket ned, og processen gentages. Minder SLA om med handlingsprincippet. Ved afslutningen af ​​processen er varmebehandling af elementet påkrævet. Heller ikke egnet til husholdning og er dyre.

Elektronstrålesmelte eller EBM-teknologi. Det adskiller sig fra den tidligere teknologi ved, at metalpulveret smeltes af en elektronstråle i vakuum, og resultatet kræver ikke varmebehandling.

SLM - selektiv lasersmeltning, fungerer kun med metalpulvere, i overensstemmelse med driftsprincippet ligner det SLS, men ligesom i EBM er det ikke nødvendigt med endelig varmebehandling.

3DP - forskellen fra de foregående er, at arbejdsmaterialet ikke smeltes, men lag af lim påføres ved hjælp af inkjet-trykning. På denne måde er farve 3D-udskrivning mulig.

FDM 3D-printer

Udskrivning ved hjælp af FDM-teknologi er det mest almindelige blandt både amatører og til at løse mange professionelle opgaver. Den samme metode er en af ​​de ældste. Derfor undersøger vi mere detaljeret nøjagtigt den type lydstyrkeudskrivning, der er velegnet til hjemmet og værkstedet.

Enhed og funktioner

En 3D-printer, der udskriver med plast ved hjælp af FDM-teknologi består af:

1. Arbejdsoverfladen, ofte kaldet platformen. Det kan opvarmes.

2. En ekstruder er enkle ord et skrivehoved.Det har en plastik arkiveringsmekanisme, opvarmere og trykte dyser.

3. Ekstruderens bevægelsesmekanisme langs akserne. Består af f.eks. Stænger, en skrueformet skaft og motorer, stepper.

Afhængig af printerens design kan både ekstruderen og arbejdsoverfladen bevæge sig langs den lodrette akse (Z-aksen), og den kan også bevæge sig langs Y-aksen. Ekstruderen bevæger sig langs de vandrette akser.

Bemærk:

Der oprettes en 3D-model til udskrivning ved hjælp af enhver type 3D-printer, men den kan ikke indlæses i printeren til udskrivning. Før dette behandles modellen, den såkaldte G-kode. Betydningen af ​​denne handling er at opdele modellen i lag og danne bane, langs hvilke ekstruderen bevæger sig (eller et andet udskrivningselement, afhængigt af teknologien).

Ved udskrivning bruges ABS- og PLA-plast. Afhængig af enhedens kompleksitet kan ekstruderen indeholde to dyser og mere - det ene til udskrivning af dele med basismateriale og det andet til udskrivning af understøttelsesstøtter (understøtter).

Støtter er nødvendige for at understøtte dele, der hænger i luften, så de ikke falder under afkøling og størkning. Når udskrivningen er afsluttet, fjernes støttebenene.

En forenklet version af 3D-printeren er 3D pen. Faktisk er det en ekstruder, at du selv flytter din hånd. Selvom det er et børnetøj, er det bare et vidunderligt produkt til underholdning og bekendtskab med teknologi, og hvis du har kunstneriske færdigheder, vil du helt sikkert være i stand til at skabe en smuk boligindretning.

karakteristika

Når du vælger en 3D-printer, skal du overveje flere egenskaber, blandt dem:

• Hvilke materialer enheden udskriver, selvom de mest almindelige modeller understøtter udskrivning med to typer plast - ABS og PLA, men vær stadig opmærksom på dette problem, når du køber.

• Printopløsning - Kvaliteten og nøjagtigheden af ​​delen afhænger af lagets tykkelse. En lagtykkelse på 50 mikron betragtes som fremragende og 100 - mere end god.

• Udskrivningshastighed - mere afhængig af udskrivningsopløsning.

Det er vigtigt at:

Da delen er trykt i lag, skal du huske, at dens overflade vil være ru og kedelig, og dens brudstyrke vil være meget lavere end for faste produkter. Lagets højde (tykkelse, som du foretrækker) afhænger af, hvor ujævn delen bliver. På den anden side, jo tyndere er laget - jo mere tid vil blive brugt på udskrivning, og jo flere passager ekstruderen vil gøre, vil belastningen på alle printerens elementer øges.

• Dimensioner på udskriftsområdet - dette problem kan blive en stødestok i valget af en bestemt model. Du kan ikke udskrive produktet mere end det udskrivelige område. Det er begrænset af bredde, dybde og højde, med andre ord X-, Y- og Z-akserne.

I nogle tilfælde, for eksempel for delta-printere, angives diameteren og højden af ​​udskriftsområdet, da det har en cylindrisk form (se figuren nedenfor).

konklusion

I denne artikel berørte vi generelle spørgsmål om 3D-printere og udskrivning generelt, hvis du er interesseret i nogle specifikke emner mere detaljeret - skriv om dette i kommentarerne, og vi fortæller dig om dem.