Устройството и принципът на работа на 3D принтера, основните методи и видове 3D печат

Понастоящем технологиите за 3D печат все повече се използват за създаване на декоративни елементи, машинни части и апарати и различни функционални единици. И най-подходящите разработки ви позволяват да отпечатвате цели сгради и дори органи и протези за хората. В същото време на пазара могат да се намерят принтери, започващи от няколкостотин долара, за домашна употреба и десетки хиляди долари - за промишлена употреба. В тази статия ще разгледаме основна информация за видовете и дизайна на 3D принтер.

видове

Концепцията за 3D печат не е толкова ясна. Той е разделен на много видове, като се различава по принципа на формиране на печат предмет и използваните материали за това. Какви са те?

FDM печат (моделиране с плавно отлагане) - Това е най-разпространеният начин за получаване на обемни предмети в ежедневието, съответно, и най-евтиният вариант за обемно печат. В този случай 3D принтерът отпечатва частта с разтопена пластмаса. Най-често използваните пластмаси са PLA и ABS. Дебелината на 1 печат слой е средно между 50-100 микрона (в повечето модели). От какво се състои този принтер ще разгледаме по-нататък.

SLA печат (лазерна стереолитография) - звучи като „стерео литография“. Инсталацията за този вид 3D печат се състои от лазер (това е фиксиращо тяло, което се движи по прътите с помощта на двигатели) на основата, върху която е отпечатана частта и ваните с течни фотополимери. Принципът на действие е използването на фотополимерни думи като материал.

Лазерът извлича върху смолата всеки слой от бъдещия обект. След всеки слой работната платформа се потапя във вана с фотополимер на дълбочина, равна на дебелината на следващия слой. Взаимодействието на лазерния лъч и фотополимера се втвърдява на местата, където лазерният лъч удари повърхността му.

Този метод ви позволява да постигнете точни резултати, а дебелината на слоя може да достигне едва 15 микрона. Това позволява използването на стереолитография за медицински цели (стоматология) и бижута. SLA технологията не изисква отпечатване на поддържащи елементи и след отпечатване на продукта се потапя във вана с разтвори за почистване на модела. Последният етап е ултравиолетовото облъчване за пълно фиксиране на фотополимери. Основният недостатък е високата цена на принтери и консумативи, което го прави неподходящо да се използва у дома.

SLS технология - Селективно лазерно синтероване. Прахов слой се подава към работната повърхност, в зависимост от задачата - може да бъде метал, пластмаса и дори керамика и стъкло, след което областта на слоя на бъдещата част се обработва с лазер, след това платформата се спуска и процесът се повтаря. Напомня на SLA по принципа на действие. В края на процеса е необходима топлинна обработка на елемента. Също така не е подходящ за домашна употреба и е скъп.

Електронен лъч или EBM технология. Тя се различава от предишната технология по това, че металният прах се разтопява от електронен лъч във вакуум и резултатът не изисква термична обработка.

SLM - селективно лазерно топене, работи само с метални прахове, според принципа на работа е подобен на SLS, но, подобно на EBM, не се изисква окончателна термична обработка.

3DP - разликата от предишните е, че работният материал не се стопява, а се нанасят слоеве лепило с помощта на мастиленоструен печат. По този начин е възможен цветен 3D печат.

FDM 3D принтер

Печатът с помощта на FDM технологията е най-често срещан както сред любителите, така и за решаването на много професионални задачи. Същият метод е един от най-старите. Ето защо, ние ще разгледаме по-подробно точно вида на обемния печат, който е подходящ за дома и работилницата.

Устройство и функции

3D принтер, който печата с пластмаса по FDM технология, се състои от:

1. Работната повърхност, често наричана платформа. Може да се нагрява.

2. Екструдер, с прости думи, е печатаща глава.Има пластмасов механизъм за подаване, нагреватели и дюзи за печат.

3. Механизмът на движение на екструдера по осите. Състои се от пръти, спирален вал и двигатели, напр. степер.

В зависимост от дизайна на принтера, както екструдерът, така и работната повърхност могат да се движат по вертикалната ос (ос Z), а също и по оста Y. Екструдерът се движи по хоризонталните оси.

Забележка:

3D модел е създаден за печат с използване на всякакъв вид 3D принтер, но не може да бъде зареден в принтера за печат. Преди това моделът се обработва, т.нар G код. Смисълът на това действие е да се раздели моделът на слоеве и да се формират траектории, по които екструдерът ще се движи (или друг печат, в зависимост от технологията).

При печат се използват ABS и PLA пластмаси. В зависимост от сложността на устройството, екструдерът може да съдържа две дюзи и повече - едната за печат на части с основен материал, а другата за отпечатване на поддържащи опори (опори).

Необходими са опори за поддържане на части, висящи във въздуха, така че да не провисват по време на охлаждане и втвърдяване. След приключване на печатането, опорните крака се отстраняват.

Опростена версия на 3D принтера е 3D химикалка, Всъщност това е екструдер, който вие сами движите ръката си. Въпреки че е детска играчка, това е просто прекрасен продукт за забавление и запознаване с технологиите и ако имате художествени умения, със сигурност ще можете да създадете красив декор за дома.

характеристики на

Когато избирате 3D принтер, трябва да вземете предвид няколко характеристики, сред които:

• От какви материали се отпечатва устройството, въпреки че най-често срещаните модели поддържат печат с два вида пластмаси - ABS и PLA, но все пак обърнете внимание на този проблем при покупка.

• Разделителна способност на печат - Качеството и точността на частта зависи от дебелината на слоя. Дебелина на слоя от 50 микрона се счита за отлична, а при 100 - повече от добра.

• Скорост на печат - по-зависима от разделителната способност на печат.

Важно е да се:

Тъй като частта е отпечатана на слоеве, не забравяйте, че повърхността й ще бъде грапава и тъпа, а силата на счупване ще бъде много по-ниска от тази на твърдите продукти. Височината (дебелината, както предпочитате) на слоя зависи от това колко груба ще се окаже частта. От друга страна, колкото по-тънък е слоят - колкото повече време ще бъде изразходвано за печат и колкото повече проходи ще направи екструдерът, толкова повече ще се увеличи натоварването на всички елементи на принтера.

• Размери на зоната за печат - този брой може да се превърне в спънка при избора на конкретен модел. Не можете да отпечатате продукта повече от зоната за печат. Той е ограничен от ширина, дълбочина и височина, с други думи осите X, Y и Z.

В някои случаи, например, за делта принтери се посочва диаметърът и височината на зоната за печат, тъй като има цилиндрична форма (вижте фигурата по-долу).

заключение

В тази статия се спряхме на общи въпроси относно 3D принтерите и печат като цяло, ако се интересувате от конкретни теми по-подробно - пишете за това в коментарите и ние ще ви разкажем за тях.