Wyobraź sobie sterowany robotem pistolet do klejenia na gorąco, który używa plastiku zamiast kleju, i masz podstawy drukarki 3D. Włókna tworzywa sztucznego są podawane do głowicy drukującej, która jest podgrzewana w celu stopienia materiału. Głowica drukująca porusza się bardzo precyzyjnie w trzech wymiarach i upuszcza linie plastiku na stół roboczy – stół, na którym odbywa się drukowanie. Drukarka powtarza ten proces, budując warstwy plastiku, aż utworzy część 3D.
Wszystko zaczyna się od modeli 3D
Każdy obiekt drukowany na drukarce 3D zaczyna się od modelu 3D. Modele te są zwykle wykonywane w programach CAD, takich jak TinkerCAD, Fusion 360 lub SketchUp. Choć modele 3D dla filmów lub gier mogą być bardziej szczegółowe, można je również wydrukować z tradycyjnego oprogramowania do modelowania 3D.
Jedną z zalet drukarki 3D jest to, że może wydrukować prawie wszystko. Niektóre modele są tak złożone, że niemożliwe jest ich wykonanie przy użyciu tradycyjnych technik produkcji, takich jak formowanie czy frezowanie CNC. Drukarki 3D odgrywają kluczową rolę w takich przypadkach. Dla działu badawczo-rozwojowego dużej fabryki często bardziej opłacalne jest wydrukowanie pojedynczego modelu z tworzywa sztucznego niż uruchamianie całej linii produkcyjnej do wytworzenia konkretnej części. Proces ten nazywa się prototypowaniem, które pozwala na stworzenie wstępnej wersji roboczej, pomagającej w testowaniu ostatecznej kopii bez marnowania cennego czasu i materiałów.
Cięcie modelu do druku
Ponieważ drukarka nie rozumie, jak pobrać złożoną siatkę 3D i przekształcić ją w wydrukowany model, model 3D musi zostać zdekodowany na informacje zrozumiałe dla drukarki. Proces ten nazywa się krojeniem i polega na skanowaniu każdej warstwy modelu, co informuje drukarkę, jak powinna przesunąć głowicę drukującą, aby utworzyć każdą warstwę po kolei. Odbywa się to za pomocą fragmentatora, programu, który obsługuje ten proces, na przykład CraftWare lub Astroprint.
Slicer zajmuje się również „wypełnieniem” modelu, tworząc strukturę kratownicową wewnątrz modelu bryłowego, co nadaje mu dodatkową stabilność. To obszar, w którym drukarki 3D błyszczą – mogą drukować bardzo mocne materiały o niskiej gęstości, strategicznie tworząc kieszenie powietrza wewnątrz modelu, co czyni go znacznie lżejszym.
Kolejną kwestią obsługiwaną przez krajalnicę są kolumny wsporcze. Ponieważ drukarka nie może kłaść plastiku na rozrzedzonym powietrzu, należy utworzyć kolumny wsporcze, aby umożliwić drukarce wypełnienie luki. Kolumny te są usuwane po zakończeniu procesu drukowania, ale są niezbędne w trakcie jego trwania, aby zapobiec zapadnięciu się modelu.
Po zakończeniu krojenia, dane są przesyłane do drukarki 3D, aby rozpocząć proces drukowania.
Czekam długo
Gdy drukarka się uruchomi, zauważysz główny problem z drukowaniem 3D: jest przerażająco wolne. Podczas gdy drukarka 2D może wydrukować całą książkę w kilka minut, większość wydruków 3D zajmuje kilka godzin, a czasem nawet dni, aby zakończyć. Jeśli pomylisz ustawienia, źle skonfigurujesz krajalnicę lub napotkasz inne problemy, możesz stracić cały wydruk.
W branży istnieją szybsze technologie, takie jak Carbon M1, które wykorzystują lasery wystrzelone w złoże płynu do wydrukowania modelu, znacznie przyspieszając proces. Jednak tego typu drukarki są znacznie bardziej skomplikowane, droższe i obecnie działają głównie z plastikiem.
Czy powinienem więc kupić drukarkę 3D?
Jeśli nie jesteś zainteresowany projektowaniem i drukowaniem części, prawdopodobnie nie zamierzasz w najbliższym czasie wymieniać swojej tradycyjnej drukarki 2D.
Większość konsumenckich drukarek 3D drukuje z plastiku, chociaż istnieją egzotyczne (i drogie) modele używane w przemyśle, które mogą drukować prawie wszystko, w tym sztuczne mięso. Technologia rozwija się bardzo szybko i ma znaczące konsekwencje w wielu branżach. Z pewnością pewnego dnia będziesz mógł drukować wykwintne posiłki z drukarki przeznaczonej do żywności, ale do tego czasu pozostaje to urządzenie hobbystyczne i przemysłowe.
Mimo to, ponieważ ceny cały czas spadają, może to być interesujące hobby, zwłaszcza jeśli budujesz różne projekty z małych plastikowych modeli.
Kredyty obrazkowe: Kaca Skokanova/ Shutterstock