3D štampači

Koncept 3D štampanja počeo je ozbiljnije da se razmatra osamdesetih godina prošlog veka. Zasluge za otkrivanje ove nove tehnologije brže izrade prototipova pripusuju se američkom pronalazaču Čarlsu Halu (Charles V. Hull), koji je 1983. godine došao na ideju o stvaranju „modernog“ 3D štampača, građenjem objekta sloj po sloj, korišćenjem UV svetlosti pri sukcesivnom nanošenju materijala. U tu svrhu skovao je termin stereolitografija (otvrdnjavanje plastične smole pod dejstvom svetlosti) – i u svom patentu koji je razvio tri godine kasnije (1986) definisao ga je kao „sistem za generisanje trodimenzionalnih objekata stvarajući presek modela objekta koji se formira“.

01

Modelovanje

Dodatak za proizvodnju uzima se iz virtuelnih nacrta računarskog projektovanja (CAD) ili animacija softvera za modelovanje, „seče“ ih u digitalne preseke da bi ih mašina koristila kao smernicu za štampanje. U zavisnosti od mašine koja se koristi, materijal ili obezbeđujući materijal taloži se na krevetu ili platformi izrade sve dok se nanošenje slojeva materijala / veziva ne završi i time se dobija konačan 3D model.

Standarni interfejs VAD softvera i mašine je STL format. STL fajl (file) približno odgovara obliku dela ili sklopa korišćenjem trouglastog aspekta. Manji aspekti proizvode površine većeg kvaliteta. PLY je skener koji generiše fajl ulaznog formata, a VRML (ili VRL) fajlovi često se koriste kao ulazi za 3D tehnologije štampanja koje su u stanju da štampaju u punoj boji.

02

Štampanje

Da bismo izvršili štampanje, mašina čita fajl sa .stl fajla, spušta uzastopne slojeve tečnosti, praha, papira ili pločastih materijala za izgradnju modela iz serija poprečnih preseka. Ovi slojevi, koji odgovaraju virtuelnim presecima iz CAD modela, udruženi su ili automatski spojeni da stvore konačan odblik. Osnovna prednost ove tehnike jeste njegova sposobnost da stvori skoro blo koji oblik ili geometrijsku funkciju.

Rezolucija štampača opisuje debljinu sloja и X-Z rezoluciju u dpi (tačaka po inču ) ili mikrometara. Tipična debljina sloja iznosi oko 100 mikrometara (mkm), iako su neke mašine, kao što su Objet Connex serije i 3D sistem ProJet serije koje mogu da štampaju slojeve koji su tanki 16 mikrometara. X-Z rezolucija može da se poredi sa laserskim štampačima. Čestice (3D tačaka) su oko 50–100 mikrometara u prečniku.

Izgradnja materijala savremenim metodama može da potraje od nekoliko sati do nekoliko dana, u zavisnosti od metoda koje se koriste i veličine i složenosti modela. Sistem aditiva može obično da skrati ovaj put na nekoliko sati, iako varira u zavisnosti od tipa mašine koju koristimo i veličine, složenosti i broja modela koji se izrađuju u isto vreme.


Tradicionalne tehnike kao što su ubrizgavanje i oblikovanje mogu biti jeftinije za proizvodnju polimernih proizvoda u velikim količinama, ali aditivna proizvodnja može biti brža, fleksibilnija i jeftinija u proizvodnji relativno male količine delova. 3D štampači daju dizajnerima i timovima razvojni koncept sposoban da proizvede delove i koncept modele koji koriste desktop veličine štampača.

03

Dorada

Postoje tehnike aditiva koje mogu da koriste više materijala u toku izgradnje delova. Neki štampači su čak u stanju i da štampaju u više boja i istovremeno kombinuju boje, dok se neki koriste kao potpora pri izgradnji. Ta potpora može se skinuti ili rastopiti tako što se završi štampanje i koriste se da bi pridržavala stvari koje vise.

04a

 

Aditivni procesi

Tip

Tehnologija

Materijal

Istiskivanje

Spajanje, taloženje, modelovanje

Termoplastika (npr., polilaktik kiselina, akrolinitril butadien stiren), visoko koncentrovani polietilen, specijalni metali, jestivi materijali, guma, glina, plastelin, silikon, porcelan, metalna glina

Žica

Elektronski snop slobodnog oblika proizvodnje

Skoro bilo koja metalna legura

Granuliran (zrnast)

Direct metal laser sintering

Bilo koja metalna legura

Electron-beam melting

Titanijumska legura

Selective laser melting

Titanijumska legura, Kobal hrom legura,

Nerđajući čelik, aluminijum

Selective heat sintering

Termoplastični puder

Selective laser sintering

Termoplastika, metalni puder, Keramički puder

Powder-bed and inkjet-head 3D printing

3D štampanje bazirano na plastici

Plastika

Slojevito

Slojevito proizvedenS objekat

Papir, metalna folija, plastična prevlaka

Laki polimeri

Stereolitografija

Fotopolimeri

Digitalna obrada svetlosti

 

Stvari napravljene 3D štampačem

04