Spis treści:
Chcesz zacząć przygodę z drukiem 3D, ale nie wiesz jak? Już za chwilę dowiesz się na ten temat całkiem sporo i szybko!
Pierwsze kroki w świecie druku 3D
Artykuł jest poradnikiem wprowadzającym w podstawy techniki druku 3D i metody druku 3D. Poznamy zasady działania drukarek 3D oraz budowę niezbędnego osprzętu. Wytwarzanie obiektów trójwymiarowych korzysta bowiem z osiągnięć wielu gałęzi techniki i jest realizowane za pomocą urządzeń, które stanowią połączenie zalet elektroniki, robotyki, automatyki i informatyki. Po bardziej zaawansowaną wiedzę warto zajrzeć do kategorii Druk 3D Botland Blog.
Jak działa druk 3D?
Druk 3D jest procesem polegającym na addytywnym wytwarzaniu fizycznych obiektów trójwymiarowych zgodnie z informacjami zawartymi w dostarczanym drukarce 3D pliku. Plik taki zawiera cyfrowy obraz obiektu utworzonego w programie. Prościej – po prostu wgrywamy do drukarki gotowy plik z modelem do stworzenia na naszej maszynie i zaczynamy drukowanie. Darmowe pliki .STL znajdziemy praktycznie wszędzie.
Najbardziej popularną metodą wytwarzania obiektów trójwymiarowych na drukarkach 3D jest metoda FDM (metoda przyrostowa). Polega ona na transportowaniu surowca (filamentu) przez ekstruder do głowicy z podgrzewanym metalowym blokiem. W tym miejscu filament jest topiony i dostarczany do dyszy wylotowej o niewielkiej średnicy, gdzie następuje podawanie roztopionego materiału do strefy druku. Roztopiony filament jest rozprowadzany warstwami w odpowiedniej kolejności i z odpowiednią rozdzielczością. Więcej pod kafelkiem poniżej.
Czym jest druk 3D?
Chcesz zająć się drukiem 3D? Zajrzyj do nas, robimy to z wieloletnim doświadczeniem. Prawdziwy artykuł-start dla amatorów i przyszłych profesjonalistów.
Ekstruder w drukarce 3D
Jednym z najważniejszych elementów w konstrukcji drukarek 3D jest ekstruder. Zadaniem ekstrudera jest pobieranie filamentu ze szpuli i przetłaczanie go za pomocą precyzyjnej przekładni zębatej napędzanej przez silnik krokowy.
Typowe konstrukcje wykorzystują dwa porty – zimny i gorący. Filament jest podawany najpierw do zimnego portu, a następnie do gorącego portu z blokiem grzewczym i wreszcie do dyszy rozprowadzającej w strefie drukowania. Mechanizm ekstrudera jest osadzony na ruchomej ramie, która umożliwia przemieszczanie ekstrudera w trzech wymiarach w przestrzeni.
Blok podgrzewający i dysza wylotowa w drukarce 3D
Filament jest materiałem termoplastycznym, który zmienia swoją strukturę pod wpływem temperatury. Po wstępnym przetopieniu w ekstruderze filament jest dostarczany do bloku grzewczego, gdzie zmienia swoją konsystencję w częściowo ciekłą. Dzięki temu druk jest układany w precyzyjny sposób, metodą warstwa po warstwie. Roztopiona nić filamentu wtryskiwana z dyszy w strefę druku ma znacznie mniejszą średnicę niż początkowa średnica materiału wprowadzanego do ekstrudera. Aby zapewnić odpowiednio szybkie krzepnięcie filamentu przy wydruku blok z dyszą jest dodatkowo chłodzony za pomocą wentylatora.
Stół podgrzewany w drukarce 3D
Podstawą, na której powstaje drukowany obiekt 3D, jest stół. Jego główne zadanie to zapewnienie prawidłowego przylegania obiektu do podłoża podczas druku. Opcjonalnie w celu zapewnienia jeszcze lepszej przyczepności stosuje się dodatkowo klej i podkładki pomocnicze. Pod stołem często umieszczana jest dodatkowa platforma grzewcza, która jest szczególnie potrzebna w przypadku drukowania obiektów wykonanych z surowców wykazujących większą tendencję do kurczenia się.
Układ sterowania i zasilania w drukarce 3D
Aby drukarka 3D mogła działać, niezbędne jest jej podłączenie do źródła napięcia zasilającego. Drukarki 3D są zasilane napięciem 230V, które jest doprowadzane do specjalnie zaprojektowanego zasilacza impulsowego. Taki zasilacz wykorzystuje zamknięte sprzężenie zwrotne, dzięki czemu proces druku 3D przebiega z zachowaniem wysokiej stabilności, nawet przy występowaniu znacznych zakłóceń w sieci elektrycznej w czasie rzeczywistym. Napięcie z zasilacza jest rozprowadzane do silników krokowych, obwodu podgrzewania stołu, a także do układu sterowania drukarki 3D.
Sterownik drukarki 3D ma za zadanie mierzenie i kontrolowanie parametrów pracy silników krokowych w czasie rzeczywistym sterowanie ekstruderem, podgrzewaniem bloku z dyszą wylotową, temperaturą stołu grzewczego, a także rozdzielczością i innymi parametrami druku 3D. Łączność drukarki 3D z komputerem może być realizowana klasycznie poprzez USB, ale coraz częściej standardem jest łączność bezprzewodowa po Wi-Fi.
Filamenty do drukarek 3D
Filament jest surowcem, z którego powstają obiekty trójwymiarowe wytwarzane na drukarkach 3D. Najczęściej filament ma postać liny i przekroju koła i jest nawinięty na szpulę. Standardową średnicą filamentu do drukarek 3D jest 1,75mm, choć można spotkać także filamenty o średnicy 2,85mm. Najbardziej popularnymi filamentami używanymi w hobbystycznym druku 3D, jest PLA (polilaktyd), tworzywo sztuczne ABS, oraz PETG, który stanowi połączenie zalet filamentów PLA i ABS. Filament PLA jest w pełni biodegradowalny i nietoksyczny, a przy tym jest łatwy w obróbce termicznej. Natomiast filament ABS odznacza się znacznie lepszą trwałością mechaniczną i jest bardziej elastyczny, choć odznacza się wyższą temperaturą topnienia niż filament PLA, a podczas druku z użyciem tego filamentu, musimy dodatkowo zaopatrzyć się w odciąg oparów z filtrem HEPA, w celu odprowadzenia kancerogennych oparów tworzywa ABS.
Jak zacząć drukowanie 3D?
Jeśli zaczynacie przygodę z drukiem 3D, ale jeszcze się nie zapoznaliście z własnoręcznym tworzeniem obiektów 3D, spróbujcie w pierwszej kolejności pobrać i wydrukować kilka gotowych projektów przykładowych obiektów. Projekty można pobierać ze stron internetowych poświęconych tematyce druku 3D. Jedną z najbardziej popularnych stron tego typu jest repozytorium Thingiverse. Na chwilę obecną to zbiór ponad dwóch milionów plików w formacie STL, wśród których znajdziemy dosłownie wszystko.
A jeżeli pasjonuje Was samo modelowanie, to Botland przygotował darmowy kurs Fusion 360.
