Spis treści:
Drukowanie 3D to proces wytwarzania trójwymiarowych przedmiotów na podstawie cyfrowych modeli. Urządzenie, zwane drukarką 3D, tworzy obiekt warstwa po warstwie, aż do uzyskania pełnej formy. Wszystko zaczyna się od modelu komputerowego, który najczęściej jest przygotowany w programie do projektowania trójwymiarowego. Taki plik trafia do drukarki, która odczytuje dane i przystępuje do budowy obiektu. Technologia ta, nazywana też drukiem przestrzennym, pozwala tworzyć bardzo złożone kształty bez użycia form ani matryc. Dzięki temu możliwe jest szybkie i stosunkowo tanie prototypowanie oraz produkcja pojedynczych egzemplarzy przedmiotów na potrzeby użytkowe, edukacyjne lub hobbystyczne. Co jeszcze warto wiedzieć o druku 3D?
Rodzaje technologii druku 3D
Najpopularniejszą technologią druku 3D jest FDM, czyli osadzanie topionego materiału. W tej metodzie filament w postaci tworzywa termoplastycznego jest podgrzewany i wypychany przez dyszę, która porusza się zgodnie z wytyczonymi ścieżkami, budując kolejne warstwy. FDM jest stosunkowo tani i dostępny dla użytkowników domowych.
Drugim typem jest SLA, czyli stereolitografia. Tutaj do tworzenia obiektów wykorzystuje się ciekłą żywicę, która jest utwardzana promieniem lasera. Dzięki temu drukowane przedmioty mają bardzo gładką powierzchnię i wysoką precyzję. SLA znajduje zastosowanie w jubilerstwie, stomatologii i przy wytwarzaniu małych detali.
Kolejną technologią jest SLS, czyli selektywne spiekanie proszku. W tej metodzie proszek, najczęściej nylonowy, jest selektywnie spiekany za pomocą lasera. Po zakończeniu procesu przedmiot znajduje się w pudle z niezespojonego proszku, który pełni funkcję podpory.
Materiały wykorzystywane w druku 3D
Jednym z najczęściej używanych materiałów w technologii FDM jest filament PLA. Jest to bioplastik produkowany ze skrobi kukurydzianej lub trzciny cukrowej. Jest łatwy w druku, bezpieczny i biodegradowalny, dlatego polecany początkującym użytkownikom. Nadaje się do tworzenia elementów dekoracyjnych, gadżetów i modeli edukacyjnych.
Kolejny materiał to filament ABS, który jest bardziej odporny na temperaturę i uderzenia niż PLA, ale wymaga wyższej temperatury druku i wentylowanego pomieszczenia z uwagi na wydzielany zapach. ABS stosuje się do produkcji części mechanicznych, zabawek i obudów urządzeń. PETG to tworzywo łączące zalety PLA i ABS. Jest odporny na działanie wilgoci, wytrzymały i względnie łatwy w druku. Doskonale sprawdza się w produkcji pojemników technicznych i elementów używanych na zewnątrz.
W technologii SLA używa się żywic fotopolimerowych, które pod wpływem światła UV twardnieją. W zależności od rodzaju mogą być elastyczne, sztywne lub przezroczyste. Żywice pozwalają osiągnąć wysoki poziom detalu, ale są kruche i wymagają obróbki po wydruku.
Do czego wykorzystuje się druk 3D?
W edukacji pozwala uczniom i studentom lepiej zrozumieć zagadnienia z zakresu biologii, chemii lub geografii. Można drukować modele cząsteczek, anatomiczne struktury lub przekroje geologiczne. W szkołach technicznych drukarki służą do realizacji projektów inżynierskich i nauki modelowania 3D. W zastosowaniach domowych druk 3D umożliwia tworzenie własnych narzędzi, uchwytów, dekoracji lub części zamiennych. W przemyśle technologia ta przyspiesza rozwój produktów, pozwala testować nowe rozwiązania i skraca czas wprowadzenia na rynek.
Jak zacząć przygodę z drukiem 3D?
Na początek należy wybrać odpowiednią drukarkę. Dla początkujących polecane są urządzenia FDM z otwartym oprogramowaniem i prostą obsługą. Warto zwrócić uwagę na wielkość pola roboczego, niezawodność i dostępność części zamiennych. Kolejnym krokiem jest wybór filamentu, najczęściej PLA ze względu na łatwość użytkowania. Potrzebny będzie również program do przygotowania plików do druku, tak zwany slicer. Oprogramowanie to dzieli model na warstwy i generuje instrukcje dla drukarki. Modele 3D można samodzielnie tworzyć w programach takich jak Tinkercad, Fusion 360 lub Blender, albo pobierać gotowe projekty z darmowych bibliotek internetowych.
Ile kosztuje drukowanie 3D?
Koszt rozpoczęcia przygody z drukiem 3D zależy od wybranej technologii i jakości sprzętu. Prosta drukarka FDM do użytku domowego to wydatek rzędu kilkuset złotych. Bardziej zaawansowane modele z funkcjami automatycznej kalibracji, lepszym chłodzeniem i zamkniętą komorą mogą kosztować kilka tysięcy złotych. Do tego dochodzą koszty materiałów. Rolka filamentu PLA o wadze 1 kilograma kosztuje od kilkudziesięciu do kilkuset złotych w zależności od producenta i właściwości.
Żywice do drukarek SLA są droższe, a do ich stosowania potrzebne są dodatkowe akcesoria, jak myjki i lampy UV. Koszty eksploatacyjne obejmują też zużycie prądu, smary do osi, wymienne części oraz ewentualne naprawy.
Zalety i ograniczenia druku 3D
Jedną z największych zalet druku 3D jest możliwość tworzenia elementów na zamówienie, bez konieczności budowania formy lub uruchamiania produkcji seryjnej. Pozwala to szybko testować pomysły i wprowadzać poprawki bez wysokich kosztów. Dzięki temu technologia ta rewolucjonizuje proces projektowania i produkcji.
Jednak druk 3D ma też swoje ograniczenia. Wydruki FDM mogą mieć widoczne linie warstw. W zależności od użytego materiału wydruki mogą być mało odporne na wysokie temperatury, promieniowanie UV lub uderzenia. Proces drukowania bywa czasochłonny, a niektóre modele wymagają wielu godzin pracy urządzenia. W przypadku technologii SLA należy liczyć się z koniecznością obróbki końcowej oraz większą delikatnością wydruków.
Podsumowanie
Drukowanie 3D to innowacyjna technologia, która otwiera wiele możliwości dla osób kreatywnych, technicznych i przedsiębiorczych. Dzięki stosunkowo niskim kosztom wejścia i szerokiemu dostępowi do wiedzy i materiałów może być ciekawym hobby, ale też narzędziem pracy i nauki. Niezależnie od tego, czy chcesz tworzyć własne gadżety, czy prototypować urządzenia, druk 3D daje realne korzyści. Wystarczy drukarka 3D, kilka podstawowych narzędzi, znajomość prostych programów i chęć nauki, by zacząć przygodę z tą fascynującą technologią.
