Enheten og prinsippet om drift av 3D-skriveren, de viktigste metodene og typene 3D-utskrift

For tiden brukes 3D-trykkteknologi i økende grad for å lage dekorative elementer, maskindeler og apparater, og forskjellige funksjonelle enheter. Og den mest relevante utviklingen lar deg trykke hele bygninger og til og med organer og proteser for mennesker. Samtidig på markedet kan du finne skrivere som starter på flere hundre dollar, til innenlandsk bruk og titusenvis av dollar - til industriell bruk. I denne artikkelen vil vi dekke grunnleggende informasjon om typen og designen til en 3D-skriver.

typer

Konseptet med 3D-utskrift er ikke så tydelig. Det er delt inn i mange typer, avvikende etter prinsippet om å danne et utskrivbart objekt og materialene som brukes til dette. Hvordan er de?

FDM-utskrift (Fused Deposition Modelling) - Dette er den vanligste måten å skaffe henholdsvis volumetriske gjenstander i hverdagen, og det billigste alternativet for volumetrykk. I dette tilfellet skriver 3D-skriveren ut delen med smeltet plast. De mest brukte plastene er PLA og ABS. Tykkelsen på 1 trykklag er i gjennomsnitt mellom 50-100 mikron (i de fleste modeller). Hva denne skriveren består av, vil vi vurdere senere.

SLA-utskrift (laserstereolitografi) - høres ut som "stereolitografi." Installasjonen for denne typen 3D-utskrift består av en laser (dette er et fikseringslegeme som beveger seg langs stengene ved hjelp av motorer) på basen som delen og badekar med flytende fotopolymerer er skrevet på på. Prinsippet for drift er bruk av fotopolymerord som materiale.

Laseren trekker på harpiks hvert lag av det fremtidige objektet. Etter hvert lag blir arbeidsplattformen nedsenket i et bad med en fotopolymer til en dybde som er lik tykkelsen til det neste laget. Samspillet mellom laserstrålen og fotopolymeren herder på stedene der laserstrålen treffer overflaten.

Denne metoden lar deg oppnå nøyaktige resultater, og lagtykkelsen kan nå så lite som 15 mikron. Dette tillater bruk av stereolitografi til medisinske formål (tannbehandling) og smykker. SLA-teknologi krever ikke utskrift av støtteelementer, og etter utskrift er produktet nedsenket i et badekar med løsninger for å rengjøre modellen. Det siste stadiet er ultrafiolett bestråling for fullstendig fiksering av fotopolymerer. Den største ulempen er de høye kostnadene for skrivere og rekvisita, noe som gjør det upassende å bruke det hjemme.

SLS-teknologi - Selektiv lasersintring. Avhengig av oppgaven mates et pulverlag til arbeidsflaten, det kan være metall, plast og til og med keramikk og glass, hvoretter lagområdet til den fremtidige delen behandles av laseren, etter at plattformen er senket, og prosessen gjentas. Minner SLA om, etter handlingsprinsippet. På slutten av prosessen er varmebehandling av elementet nødvendig. Heller ikke egnet for husholdning og er dyrt.

Elektronstrålesmelting eller EBM-teknologi. Det skiller seg fra den tidligere teknologien ved at metallpulveret smeltes av en elektronstråle i vakuum, og resultatet krever ikke varmebehandling.

SLM - selektiv lasersmelting, fungerer bare med metallpulver, i samsvar med driftsprinsippet ligner det på SLS, men som i EBM er det ikke nødvendig med endelig varmebehandling.

3DP - forskjellen fra de forrige er at arbeidsmaterialet ikke er smeltet, men lag med lim påføres ved bruk av blekkskriver. På denne måten er farge 3D-utskrift mulig.

FDM 3D-skriver

Utskrift ved hjelp av FDM-teknologi er det vanligste blant både amatører og for å løse mange profesjonelle oppgaver. Den samme metoden er en av de eldste. Derfor vil vi undersøke nærmere hvilken type volumetrisk utskrift som egner seg godt for hjemmet og verkstedet.

Enhet og funksjoner

En 3D-skriver som skriver ut med plast ved hjelp av FDM-teknologi består av:

1. Arbeidsflaten, ofte kalt plattformen. Den kan varmes opp.

2. En ekstruder er enkle ord et skrivehode.Den har en arkivmekanisme av plast, varmeovner og trykkdyser.

3. Ekstruderens bevegelsesmekanisme langs aksene. Består av stenger, en spiralformet sjakt og motorer, for eksempel stepper.

Avhengig av skriverens design kan både ekstruderen og arbeidsflaten bevege seg langs den vertikale aksen (Z-aksen), og den kan også bevege seg langs Y-aksen. Ekstruderen beveger seg langs de horisontale aksene.

Note:

En 3D-modell er laget for utskrift ved bruk av alle typer 3D-skrivere, men den kan ikke lastes inn i skriveren for utskrift. Før dette blir modellen behandlet, den såkalte G-kode. Betydningen av denne handlingen er å dele modellen opp i lag og danne bane langs som ekstruderen vil bevege seg (eller et annet trykkelement, avhengig av teknologien).

Ved utskrift brukes ABS- og PLA-plast. Avhengig av enhetens kompleksitet, kan ekstruderen inneholde to dyser og mer - det ene for utskrift av deler med grunnleggende materiale, og det andre for utskrift av støttestøtter (støtter).

Støtter er nødvendige for å støtte deler som henger i luften, slik at de ikke faller under avkjøling og størkning. Etter at utskriften er fullført, fjernes støttebenene.

En forenklet versjon av 3D-skriveren er 3D-penn. Det er faktisk en ekstruder at du selv beveger hånden. Selv om det er et leketøy for barn, er det bare et fantastisk produkt for underholdning og bekjentskap med teknologi, og hvis du har kunstneriske ferdigheter, vil du sikkert kunne skape vakker boliginnredning.

kjennetegn

Når du velger en 3D-skriver, må du vurdere flere egenskaper, blant dem:

• Hvilke materialer enheten skriver ut, selv om de vanligste modellene støtter utskrift med to typer plast - ABS og PLA, men likevel ta hensyn til dette problemet når du kjøper.

• Utskriftsoppløsning - Kvaliteten og nøyaktigheten til delen avhenger av lagets tykkelse. En lagtykkelse på 50 mikron regnes som utmerket, og på 100 - mer enn bra.

• Utskriftshastighet - mer avhengig av utskriftsoppløsningen.

Det er viktig å:

Siden delen er trykt i lag, husk at overflaten vil være ru og kjedelig, og bruddstyrken vil være mye lavere enn den for faste produkter. Høyden (tykkelsen, som du foretrekker) på laget avhenger av hvor grov delen vil bli. På den annen side, jo tynnere lag - jo mer tid vil brukes på å skrive ut og jo flere passeringer ekstruderen vil gjøre, vil belastningen på alle elementene i skriveren øke.

• Dimensjoner på utskriftsområdet - dette problemet kan bli en snublestein i valget av en bestemt modell. Du kan ikke skrive ut produktet mer enn det utskriftsområdet. Det er begrenset av bredde, dybde og høyde, med andre ord X-, Y- og Z-aksene.

I noen tilfeller, for eksempel for delta-skrivere, er diameteren og høyden på utskriftsområdet indikert, siden det har en sylindrisk form (se figuren nedenfor).

konklusjon

I denne artikkelen berørte vi oss på generelle spørsmål om 3D-skrivere og utskrift generelt, hvis du er interessert i noen spesifikke temaer mer detaljert - skriv om dette i kommentarene, så vil vi fortelle deg om dem.