Drukowanie 3D technologie

W poniższym artykule postaram się w kilku słowach przybliżyć obecnie wykorzystywane technologie druku 3D. Tego typu metody wytwórcze stają się coraz bardziej popularne w przemyśle. Uporządkowane zostały w kolejności od najmniej do najbardziej wymagających – zarówno pod kątem umiejętności operatora maszyny, jak i kosztów oraz nakładu pracy do wdrożenia danej technologii.

Druk 3D w technologii FDM – “Fused Deposition Modeling”

Jest to zdecydowanie najbardziej przystępna oraz najtańsza we wdrożeniu technologia druku 3D. Do wykonania amatorskich wydruków 3D nie potrzeba specjalistycznej wiedzy ani restrykcyjnych warunków. Dzięki temu technologia ta została spopularyzowana do tego stopnia, że coraz więcej „domorosłych” drukarzy 3D oferuje swoje usługi na tanim, chińskim sprzęcie. Cóż, w tym przypadku cena jest wprost proporcjonalna do uzyskiwanej jakości. Mimo to nie można odmówić najtańszym drukarkom 3D funkcjonalności. Patrząc z przymrużeniem oka na jakość oraz ilość możliwych do zastosowania materiałów, można powiedzieć, że dysponując budżetem 2000 złotych, da się drukować w 3D we własnym domu. Jest to oczywiście jedynie namiastka możliwości, jakie daje przemysłowy druk w tej technologii.

Co do zasady działania. Na karetce maszyny umieszczony jest zespół topiący oraz podający materiał, oraz dysza, przez którą jest on tłoczony. Wydruki powstają przez nanoszenie warstwa po warstwie kolejnych ścieżek. Ścieżki te generowane są przez program do obsługi drukarki. Przemysłowe maszyny osiągają dużo wyższe temperatury niż amatorskie konstrukcje oraz oferują możliwość kontrolowania warunków pracy.

Drukowanie 3D z żywicy – stereolitografia, SLA, SL

Jedna z najstarszych technologii druku 3D. Ma ona zastosowanie głównie przemysłowe. Aczkolwiek aktualnie chińskie korporacje dość mocno walczą o popularyzacje tej technologii druku. Obiekt drukowany 3D powstaje przez utwardzanie punktowo żywicy akrylowej z fotoinicjatorem, warstwa po warstwie. Mówiąc jaśniej – tam, gdzie padnie światło, tam powstaje obiekt. Światło UV o długości ok. 405 nanometrów, dostarczane jest za pomocą lasera (w przemysłowych maszynach) lub za pomocą matrycy złożonej z diod LED oraz wyświetlacza pełniącego funkcję maski. Wariant wykorzystujący diody LED nazywany jest MSLA lub niepoprawnie technologią DLP. Wydruki 3D uzyskane za pomocą technologii SLA cechują się bardzo szczegółowymi detalami, ostrymi krawędziami oraz właściwościami mechanicznymi o izotropowym charakterze. Mówiąc prościej – wytrzymałość jest taka sama we wszystkich kierunkach.

Druk trójwymiarowy w technologii SLS – spiekanie proszku poliamidowego

Technologia ta jest swego rodzaju kompromisem pomiędzy dwoma poprzednio wymienionymi metodami druku 3D. Z jednej strony dostarcza wyższej jakości wydruków niż technologia FDM. Z drugiej strony nie są one aż tak kosztowne, jak te wykonane przy pomocy technologii SLA. Zasada działania jest analogiczna do technologii SLA – proces oczywiście odbywa się warstwa po warstwie. W tym wypadku podczas druku utrwalanym materiałem jest Nylon (poliamid) w postaci sproszkowanej. Nylon jest popularnym materiałem wykorzystywanym w wielu dziedzinach. Jest on spiekany za pomocą wiązki lasera. Po zakończonym procesie oraz ustabilizowaniu temperatury – niespieczony proch jest usuwany. Jest to jedyna technologia druku 3D, która nie wymaga stosowania skomplikowanych struktur podporowych. Standardowo, podpory są wykorzystywane do podtrzymania “wiszących w powietrzu” fragmentów. Niespojony proszek nylonowy stanowi swego rodzaju podporę dla budowanych struktur.

Druk 3D z metalu – technologia DMLS oraz SLM

Na ten moment jest to najbardziej zaawansowany proces druku 3D, wykorzystujący niezwykle kosztowne systemy produkcyjne. Maszyny do druku potrafią kosztować ponad kilka milionów euro. Technologia ta jest analogiczna do spiekania prochu poliamidowego – z tą różnicą, iż mamy do czynienia ze sproszkowanymi metalami, takimi jak stal nierdzewna lub aluminium. Mimo że mówi się o konkurowaniu z technologią obróbki CNC – ze względów ekonomicznych, rzadko jest to prawdą. Drugą nieczęsto poruszaną kwestią jest dokładność wymiarowa takich wydruków. Nawet przy niewielkich gabarytach mówimy o dokładności rzędu +-0,2 mm. Takie rozbieżności są najczęściej niedopuszczalne przy frezowaniu CNC. Źródło https://protoplastic.pl