3D Nyomtatással kapcsolatos általános kérdések

Mi is az a 3D Nyomtatás?

3D nyomtató segítségével egy digitális formátumú 3D modellből kézzel fogható, térbeli tárgyat alkotunk.

Mire jó a 3D Nyomtatás?

Ha végletekben szeretnénk válaszolni, azt mondhatnánk mindenre. Fantáziánkra van bízva, hogy mit tervezünk meg a 3D tervezőprogramunkban, milyen térbeli elemet 3D scannelünk be és nyomtatunk/nyomtattatunk ki. Legyen ez egy kedvenc háztartási eszközünk alkatrésze vagy egy egyedi berendezés, jármű kiegészítője vagy akár egy még nemlétező dolog.

Alapvetően egyedi tárgyak, alkatrészek,  prototípusok készítésénél van jelentőssége a technológiának, a tévhittel ellentétben tömeggyártás területén nem jelent költséghatékony alternatívát. A megtérülési darabszám (break even quantity) nagyban függ a modell geometriájától, minőségi elvárásaitól, ez a gyakorlatban a pár tucatos nagyságrendtől akár a párezres darabszámig terjedhet.

3D Nyomtatás – hogyan történik?

Mindenek előtt egy 3D formátumban lévő modellre lesz szűkségünk, melynek felülete poligonokból áll. Ezt a modellt a nyomtató szeletelőszoftvere (slicer) előkészíti a 3D nyomtatáshoz, melynek során meghatározott vastagságú (rétegvastagság) rétegekre bontja azt. E folyamat részeként állíthatjuk be a kívánt paramétereket mint például felbontást, sebességet, kitöltést, támaszanyagot stb. Az elkészült szeletek tovább bonthatók a nyomtatófej (extruder) legapróbb mozgásaira, melyeket a szoftver egy .gcode formátumú fájlban exportál. Ezt kell eljuttatnunk a nyomtatóba memóriakártya vagy kábel segítségével, a hardver pedig végfrehajtja a .gcode-ba írt parancsokat, mely során felépül modellünk.

Milyen 3D Nyomtatási technológiák léteznek?

A legszélesebb körben felhasznált és elérhető technológiák a következők:

FDM (FFF/FLM/LPD) 3D Nyomtatás Az építés rétegről rétegre történik. Az alapanyag egy thermoplasztikus műanyag (hőre formázható), mely szál formájában (filament) kerül a gépbe, ahol egy fűtött extruderbe jut. Itt a polimer megolvad és a fúvókát már szabályozott térfogatáramú olvadék formájában hagyja el. Maga az extruder mechanikus tengelyeken helyezkedik el, amik a CAD (3D) modell adott rétegének megfelelő pályán vezetik végig a fúvókát.

Stereolithography (SLA) Az SLA folyamat során az alkatrész egy platformon jön létre, amit épphogy egy folyadékkal teli kád felszíne alá pozicionálnak. A felhasznált folyadék fényérzékeny polimer, általában epoxy vagy akrilát gyanta. A kád fölött egy kisteljesítményű UV lézer kap helyet, ami a betáplált CAD modell 2D-s szeleteinek megfelelően pásztázza végig a folyadék felszínét egészen addig, amíg a kívánt területeken a polimer meg nem szilárdul. Ezt követően a platform egy rétegnyivel mélyebbre merül a kádban és a megszilárdult rétegre ismét folyékony polimer kerül. A gyártás során ez a folyamat ismétlődik egészen addig, amíg az alkatrész el nem készül.

Selective Laser Sintering (SLS) Az építési platformra mechanikus, általában görgős szerkezet viszi fel a port vékony réteg formájában, majd a felül elhelyezkedő CO2 lézer, a hozzá kapcsolódó tükörrendszer segítségével a CAD modellnek megfelelően végigpásztázza azt. A besugárzott por megolvad majd a szomszédos részecskékkel összekapcsolódva megszilárdul, aminek következtében kialakul a kívánt geometria. A platform ezután lejjebb ereszkedik és újabb porréteg kerül felhordásra.

Digital Light Processing (DLP) A sztereolitográfiához hasonlóan fényérzékeny folyékony gyantákkal működnek, ám lézeres megvilágítás helyett itt egy vagy több DLP projektort használnak. Ezek igen apró voxelek (térfogati pixelek) formájában, egy folyamatos megoldással sugározzák be az alapanyagot. (cnc.hu)