อุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติวิธีการหลักและประเภทของการพิมพ์ 3 มิติ

ปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้ถูกนำมาใช้มากขึ้นในการสร้างองค์ประกอบตกแต่งชิ้นส่วนเครื่องจักรและอุปกรณ์และหน่วยงานต่าง ๆ และการพัฒนาที่เกี่ยวข้องที่สุดช่วยให้คุณพิมพ์อาคารทั้งหมดและแม้กระทั่งอวัยวะและอวัยวะสำหรับมนุษย์ ในเวลาเดียวกันในตลาดคุณสามารถค้นหาเครื่องพิมพ์ที่เริ่มต้นที่หลายร้อยดอลลาร์สำหรับใช้ในบ้านและนับหมื่นดอลลาร์ - สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม ในบทความนี้เราจะกล่าวถึงข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับประเภทและการออกแบบของเครื่องพิมพ์ 3D

ประเภท

แนวคิดของการพิมพ์ 3 มิติไม่ชัดเจน มันถูกแบ่งออกเป็นหลายประเภทแตกต่างกันในหลักการของการสร้างวัตถุที่พิมพ์ได้และวัสดุที่ใช้สำหรับการนี้ พวกเขาชอบอะไร

การพิมพ์ FDM (แบบจำลองการสะสมทับ) - นี่เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการหาวัตถุปริมาตรในชีวิตประจำวันตามลำดับและตัวเลือกที่ถูกที่สุดสำหรับการพิมพ์ตามปริมาตร ในกรณีนี้เครื่องพิมพ์ 3D จะพิมพ์ชิ้นส่วนด้วยพลาสติกเหลว พลาสติกที่ใช้กันมากที่สุดคือ PLA และ ABS ความหนาของชั้นพิมพ์ 1 ชั้นนั้นโดยเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 50-100 ไมครอน (ในเกือบทุกรุ่น) สิ่งที่เครื่องพิมพ์นี้ประกอบด้วยเราจะพิจารณาในภายหลัง

การพิมพ์ SLA (ภาพพิมพ์เลเซอร์ด้วยรังสีเลเซอร์) - ดูเหมือน "การพิมพ์หินสเตอริโอ" การติดตั้งสำหรับการพิมพ์ 3 มิติประเภทนี้ประกอบด้วยเลเซอร์ (นี่คือตัวยึดที่เคลื่อนที่ไปตามแท่งด้วยความช่วยเหลือของเครื่องยนต์) ของฐานที่ชิ้นส่วนและอ่างอาบน้ำที่พิมพ์ด้วยโฟโตพอลิเมอร์เหลว หลักการของการดำเนินการคือการใช้คำ photopolymer เป็นวัสดุ

เลเซอร์จะดึงเรซิ่นแต่ละชั้นของวัตถุในอนาคต หลังจากแต่ละชั้นแพลตฟอร์มการทำงานจะถูกแช่ในอ่างด้วย photopolymer ถึงความลึกเท่ากับความหนาของชั้นถัดไป การทำงานร่วมกันของลำแสงเลเซอร์และโฟโต้เมอร์เมอร์ทำให้แข็งตัวในบริเวณที่ลำแสงเลเซอร์กระทบกับพื้น

วิธีนี้ช่วยให้คุณได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและความหนาของชั้นสามารถเข้าถึงได้เพียง 15 ไมครอน สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้ stereolithography เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ (ทันตกรรม) และเครื่องประดับ เทคโนโลยี SLA ไม่ต้องการการพิมพ์องค์ประกอบสนับสนุนและหลังจากการพิมพ์ผลิตภัณฑ์จะถูกแช่ในอ่างด้วยโซลูชั่นเพื่อทำความสะอาดแบบจำลอง ขั้นตอนสุดท้ายคือการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตสำหรับการตรึงสมบูรณ์ของโฟโตโพลิเมอร์ ข้อเสียเปรียบหลักคือค่าใช้จ่ายสูงของเครื่องพิมพ์และวัสดุสิ้นเปลืองซึ่งทำให้ไม่เหมาะสมที่จะใช้ที่บ้าน

เทคโนโลยี SLS - การเผาผนึกด้วยเลเซอร์ที่เลือกสรร ชั้นผงถูกป้อนไปยังพื้นผิวการทำงานขึ้นอยู่กับงาน - มันสามารถเป็นโลหะพลาสติกและแม้แต่เซรามิกและแก้วหลังจากนั้นพื้นที่เลเยอร์ของชิ้นส่วนในอนาคตจะถูกประมวลผลด้วยเลเซอร์หลังจากนั้นแพลตฟอร์มจะลดลงและกระบวนการซ้ำ เตือน SLA โดยหลักการของการกระทำ ในตอนท้ายของกระบวนการการรักษาความร้อนขององค์ประกอบจะต้อง ยังไม่เหมาะสำหรับใช้ในบ้านและมีราคาแพง

ลำแสงอิเล็กตรอนละลายหรือเทคโนโลยี EBM มันแตกต่างจากเทคโนโลยีก่อนหน้าในการที่ผงโลหะถูกละลายโดยลำแสงอิเล็กตรอนในสุญญากาศและผลลัพธ์ไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อน

SLM - การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกใช้งานได้กับผงโลหะเท่านั้นตามหลักการของการใช้งานมันคล้ายกับ SLS แต่เช่นเดียวกับใน EBM การรักษาความร้อนขั้นสุดท้ายไม่จำเป็นต้องใช้

3DP - ความแตกต่างจากก่อนหน้านี้คือวัสดุที่ใช้งานไม่ละลาย แต่ชั้นของกาวถูกนำมาใช้โดยการพิมพ์อิงค์เจ็ท ด้วยวิธีนี้การพิมพ์ 3D เป็นไปได้

เครื่องพิมพ์ 3D FDM

การพิมพ์โดยใช้เทคโนโลยี FDM เป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดในทั้งมือสมัครเล่นและสำหรับการแก้ไขงานมืออาชีพมากมาย วิธีเดียวกันเป็นวิธีที่เก่าแก่ที่สุด ดังนั้นเราจะตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมว่าประเภทของการพิมพ์ปริมาณที่เหมาะสมสำหรับบ้านและการประชุมเชิงปฏิบัติการ

อุปกรณ์และคุณสมบัติ

เครื่องพิมพ์ 3D ที่พิมพ์ด้วยพลาสติกโดยใช้เทคโนโลยี FDM ประกอบด้วย:

1. พื้นผิวการทำงานมักเรียกว่าแพลตฟอร์ม มันสามารถทำให้ร้อน

2. เครื่องอัดรีดในแง่ง่ายเป็นหัวพิมพ์มีกลไกการยื่นพลาสติกเครื่องทำความร้อนและหัวพิมพ์

3. กลไกการเคลื่อนที่ของเครื่องอัดรีดตามแนวแกน ประกอบด้วยแท่ง, เพลาขดลวดและมอเตอร์ตัวอย่างเช่น stepper.

ขึ้นอยู่กับการออกแบบของเครื่องพิมพ์ทั้งเครื่องอัดรีดและพื้นผิวการทำงานสามารถเคลื่อนที่ไปตามแกนตั้ง (แกน Z) และยังสามารถเคลื่อนที่ไปตามแกน Y เครื่องอัดรีดเคลื่อนที่ตามแกนแนวนอน

หมายเหตุ:

แบบจำลองสามมิติถูกสร้างขึ้นสำหรับการพิมพ์โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D ชนิดใดก็ได้ แต่ไม่สามารถโหลดลงในเครื่องพิมพ์เพื่อพิมพ์ได้ ก่อนหน้านี้รูปแบบการประมวลผลที่เรียกว่า รหัส G ความหมายของการกระทำนี้คือการแบ่งแบบจำลองเป็นเลเยอร์และรูปแบบวิถีที่เครื่องอัดรีดจะเคลื่อนที่ (หรือองค์ประกอบการพิมพ์อื่นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี)

เมื่อพิมพ์จะใช้พลาสติก ABS และ PLA ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของอุปกรณ์เครื่องอัดรีดอาจมีหัวฉีดสองหัวและมากกว่าหนึ่งอันสำหรับชิ้นส่วนการพิมพ์ด้วยวัสดุพื้นฐานและอีกส่วนหนึ่งสำหรับการรองรับการพิมพ์ (รองรับ)

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์รองรับเพื่อรองรับชิ้นส่วนที่แขวนอยู่ในอากาศเพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนหย่อนลงในระหว่างการหล่อเย็นและแข็งตัว หลังจากพิมพ์เสร็จสิ้นขารองรับจะถูกลบออก

เครื่องพิมพ์ 3D รุ่นที่เรียบง่ายคือ ปากกา 3 มิติ. ในความเป็นจริงมันเป็นเครื่องอัดรีดที่คุณขยับมือของคุณ แม้ว่าจะเป็นของเล่นสำหรับเด็ก แต่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับความบันเทิงและความใกล้ชิดกับเทคโนโลยีและหากคุณมีทักษะด้านศิลปะคุณจะสามารถสร้างการตกแต่งบ้านที่สวยงามได้อย่างแน่นอน

ลักษณะของ

เมื่อเลือกเครื่องพิมพ์ 3D คุณต้องพิจารณาคุณสมบัติหลายประการด้วยกัน:

• วัสดุใดที่อุปกรณ์พิมพ์ออกมาแม้ว่ารุ่นทั่วไปส่วนใหญ่จะรองรับการพิมพ์ด้วยพลาสติกสองประเภทคือ ABS และ PLA แต่ยังคงให้ความสนใจกับปัญหานี้เมื่อซื้อ

• Print Resolution - คุณภาพและความแม่นยำของชิ้นงานขึ้นอยู่กับความหนาของชั้น ความหนาของชั้น 50 ไมครอนถือว่ายอดเยี่ยมและ 100 ไมครอนดีกว่าดี

• ความเร็วในการพิมพ์ - ขึ้นอยู่กับความละเอียดในการพิมพ์

มันเป็นสิ่งสำคัญที่:

เนื่องจากชิ้นส่วนถูกพิมพ์ในเลเยอร์โปรดจำไว้ว่าพื้นผิวของมันจะหยาบและน่าเบื่อและความแข็งแรงของการแตกจะต่ำกว่าของผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง ความสูง (ความหนาตามที่คุณต้องการ) ของชั้นขึ้นอยู่กับความหยาบของชิ้นส่วนที่จะเปิดออก ในทางตรงกันข้ามชั้นที่บางจะใช้เวลามากขึ้นในการพิมพ์และยิ่งผ่านเครื่องอัดรีดมากเท่าไหร่น้ำหนักขององค์ประกอบทั้งหมดของเครื่องพิมพ์ก็จะเพิ่มขึ้น

• ขนาดของพื้นที่พิมพ์ - ปัญหานี้อาจกลายเป็นบล็อกสะดุดในการเลือกรุ่นเฉพาะ คุณไม่สามารถพิมพ์ผลิตภัณฑ์ได้เกินกว่าพื้นที่ที่สามารถพิมพ์ได้ มันถูก จำกัด ด้วยความกว้างความลึกและความสูงกล่าวอีกนัยหนึ่งแกน X, Y และ Z

ในบางกรณีเช่นสำหรับเครื่องพิมพ์เดลต้าเส้นผ่าศูนย์กลางและความสูงของพื้นที่การพิมพ์จะถูกระบุเนื่องจากมีรูปทรงกระบอก (ดูรูปด้านล่าง)

ข้อสรุป

ในบทความนี้เราได้สัมผัสกับคำถามทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องพิมพ์ 3 มิติและการพิมพ์โดยทั่วไปหากคุณสนใจในหัวข้อเฉพาะใด ๆ ในรายละเอียดเพิ่มเติม - เขียนเกี่ยวกับสิ่งนี้ในความคิดเห็นและเราจะบอกคุณเกี่ยวกับพวกเขา