Drukarki do druku trójwymiarowego lub drukarki 3D to urządzenia do wykonywania trójwymiarowych modeli. Wysoko wyspecjalizowane maszyny mają nieograniczone możliwości i są dziś wykorzystywane w każdej sferze współczesnego życia. Kilka lat temu drukarki 3D stały się dostępne również do użytku domowego, obejmując niektóre małe firmy.
Opowieść o tym, jak powstał
Historia takiego sprzętu powstała w połowie lat 80-tych ubiegłego wieku, ale słaby rozwój technologii komputerowej „zamroził” aktywne wdrażanie druku trójwymiarowego w domu i produkcji.
Drukarki 3D zaczęły działać dopiero w 2005 roku, wraz z poprawą możliwości komputerów. Pierwsza drukarka 3D została następnie zaprezentowana publicznie drukowany w kolorze. Od tego czasu technika ta uległa wielu zmianom, a do kontroli procesu drukowania opracowano zaawansowane oprogramowanie. W rezultacie użytkownicy mają teraz funkcjonalną jednostkę zdolną do „drukowania” pokrowców na telefony lub nowe drukarki 3D.
Pierwsza drukarka 3D
Jak to działa
Podstawowa zasada działania drukarki 3D jest teoretycznie prosta i nieskomplikowana. Obiekt lub część obiektu jest tworzona w programie do modelowania 3D (duże modele są dzielone na kilka elementów). Plik jest następnie przesyłany do specjalistycznego programu w celu przetworzenia (utworzenia G-kodu), po czym do akcji wkracza technika. G-code dzieli model cyfrowy na setki poziomych ścieżek, definiujących drogę wózka drukarskiego. Stopiony materiał jest osadzany na podłożu warstwa po warstwie, tworząc materialny obiekt.
Schematyczne przedstawienie drukarki 3D
Istnieje w sumie siedem głównych technologii wykorzystywanych do druku 3D, ale większość z nich znalazła dopiero zastosowanie przemysłowe. Stosunkowo kompaktowe i niedrogie urządzenia są dostępne dla majsterkowiczów i małych firm.
- Technologia Fused Depozyt Modelowanie (inaczej zwane drukarkami FDM) są najczęściej wykorzystywane do modelowania 3D i zastosowań kulinarnych. Materiał jest podgrzewany i podawany na platformę przez dyszę głowicy drukującej. Obiekt „rośnie” na płaszczyźnie, a jego wielkość jest ograniczona parametrami platformy.
Wszystkiego o tym jak działają nowoczesne drukarki 3D „drukujące z plastiku” można dowiedzieć się z tematycznych filmików takich jak ten. Często pokazują również, jak maszyna pracuje z różnymi materiałami, aby wyprodukować przedmiot.
Kontrola procesu drukowania
Z reguły użytkownik musi dokonać kilku korekt tuż przed drukowaniem.
- Urządzenie jest podłączone do komputera za pomocą kabla USB.
- Ruch dyszy skalibrowany względem platformy.
- Ustawianie i sterowanie ogrzewaniem platformy i dysz.
- Monitorowanie współczynników temperaturowych.
- Sterowanie procesem druku (wytłaczarka) – regulacja prędkości podawania materiału, wymiana rolek z tworzywem.
Kontrola procesu drukowania przez komputer. Użytkownik potrzebuje specjalnych narzędzi, aby zbudować obiekt od pomysłu do rezultatu Programy do modelowania trójwymiarowego i sterowanie maszynami.
Współczesna technologia nie pozwala jeszcze na stworzenie drukarki, w której wszystkie operacje wykonuje się poprzez naciśnięcie kilku klawiszy, dlatego trzeba nauczyć się wielu specyficznych programów i podstaw modelarstwa.
Przed przystąpieniem do drukowania operator kalibruje drukarkę, ustawiając ją w jednej linii z blatem. Podstawowy firmware drukarki to szereg ustawień domyślnych, natomiast użytkownik dokonuje bardziej precyzyjnych regulacji, w zależności od użytego materiału. Na przykład do wykonywania elementów trójwymiarowych na bazie ABS lub PLA stosuje się różne temperatury topnienia. Operator nadzoruje proces drukowania za pomocą oprogramowania. Cały proces tworzenia modelu może trwać od kilku do 24 godzin. Kluczowym czynnikiem jest tu dokładność wykonania: dokładne obiekty o szczegółowym rysunku trwają dłużej niż te gzłotychsze.
Felgi samochodowe
- Tworzenie unikalnych i ekskluzywnych pamiątek, akcesoriów lub kopii przedmiotów sztuki. Gipsowy Themis 30cm ze sklepu będzie kosztował więcej, jeśli nie uwzględnimy kosztu samej drukarki.
Kopia rzeźby Michała Anioła
- Skanowanie 3D i wykonywanie trójwymiarowych duplikatów dowolnych obiektów.
- Najnowsze osiągnięcia – może to obejmować projektowanie wszelkich nowych maszyn, aparatów, mebli itp.
- Tworzenie kompletnych instalacji na wystawy lub wydarzenia.
Modelowanie wolumetryczne jest również stosowane w przemyśle jubilerskim oraz we wszystkich dziedzinach projektowania i inżynierii.
Drugą wadą drukarki 3D jest jej wymiary. Dostępne są również modele kompaktowe, ale te ograniczają się do zbyt skromnych rozmiarów, choć dobrze nadają się do produkcji instalacji lub projektów architektonicznych w krokach.
Oczywiście, nie jest racjonalne, aby kupić drukarkę 3D jako zabawkę, średni koszt modeli w segmencie low-end przekracza 30 000 złotychli. Zakup będzie opłacalny, jeśli sprzęt ma spełniać konkretne zadanie: przynosić zysk, rozwijać umiejętności, kształcić, być kreatywnym, pomagać w pracy.
W najbliższym czasie możemy spodziewać się kolejnych zmian w tej dziedzinie. Już dziś można wydrukować prawdziwy dom ze zwykłej zaprawy murarskiej. Oczywiście sprzęt ten nie jest dostępny do użytku domowego, ale zastosowanie nowych mediów drukarskich zapowiada metodyczny rozwój druku objętościowego w domu.
Czy drukarka 3D oferuje opcję druku wolumetrycznego? Jakie są korzyści z korzystania z tej technologii? Czy można nią tworzyć skomplikowane modele i jakie są ograniczenia? Proszę o więcej informacji na ten temat.
Drukarka 3D oferuje opcję druku wolumetrycznego poprzez możliwość drukowania obiektów w pełnych trójwymiarach, co oznacza, że można uzyskać modele z elementami wewnętrznymi. Korzyścią z korzystania z tej technologii jest szybkość i precyzja produkcji, możliwość tworzenia skomplikowanych modeli, oszczędność materiałów oraz uniknięcie odpadów. Można nią tworzyć skomplikowane modele, jednak istnieją pewne ograniczenia, takie jak dostępność odpowiednich materiałów czy koszty produkcji. Drukarka 3D to bardzo wszechstronne narzędzie, które ma szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, przemysł czy architektura.