Εκτυπωτής 3D

Ένας 3D εκτυπωτής είναι ένα μηχάνημα ικανό να πάρει ένα σχέδιο τρισδιάστατου μοντέλου από έναν υπολογιστή και, ανάλογα με τον τύπο του τρισδιάστατου εκτυπωτή, να δημιουργήσει ένα φυσικό αντικείμενο τοποθετώντας το λιωμένο πλαστικό στρώμα προς στρώμα, χτίζοντας το τρισδιάστατο αντικείμενο από τη βάση. Αυτοί οι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών ονομάζονται εκτυπωτές Fused Deposition Modeling (FDM). Υπάρχουν άλλοι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών που χρησιμοποιούν ένα στρώμα σκόνης και ένα λέιζερ για να δημιουργήσουν το αντικείμενο. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται Επιλεκτική Ποσυσσωμάτωση με Λέιζερ (SLS). Θα καλύψουμε τους διαφορετικούς τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών αργότερα σε αυτό το άρθρο.

Η διαδικασία δημιουργίας ενός τρισδιάστατου εκτυπωμένου αντικειμένου ξεκινά είτε με τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου σε έναν υπολογιστή χρησιμοποιώντας μια εφαρμογή τρισδιάστατης μοντελοποίησης ή CAD είτε με λήψη ενός υπάρχοντος μοντέλου 3D από έναν από τους πολλούς ιστότοπους δωρεάν λήψης, όπως π.χ. Thingiverse. Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιήσετε έναν σαρωτή 3D για την ψηφιοποίηση ενός υπάρχοντος στοιχείου που θέλετε να αντιγράψετε, αν και τα αποτελέσματα της δημιουργίας ενός τρισδιάστατου μοντέλου με χρήση σαρωτή μπορεί να ποικίλλουν και οι σαρωτές δυσκολεύονται να σαρώσουν αντικείμενα ορισμένων χρωμάτων.

Λογισμικό 3D Slicer

Πριν φτάσουμε στο τι κάνει το λογισμικό κοπής, είναι σημαντικό να ελέγξετε εάν έχετε ένα αρχείο τρισδιάστατου μοντέλου που είναι σε μορφή συμβατή με το λογισμικό κοπής 3D εκτύπωσης. STL και 3MF συνήθως υποστηρίζονται μορφές. εάν το τρισδιάστατο μοντέλο δεν είναι σε καμία από αυτές τις μορφές, το δικό μας STL μετατροπείς μπορεί να μετατρέψει το αρχείο στην απαιτούμενη μορφή.

Το λογισμικό Slicer, όπως υποδηλώνει το όνομά του, θα πάρει το αρχείο τρισδιάστατου μοντέλου και θα το τεμαχίσει σε επίπεδα με βάση τις διαμορφωμένες ρυθμίσεις του λογισμικού κοπής. Με το αρχείο φορτωμένο στο λογισμικό slicer, είναι έτοιμο για αποστολή στον 3D εκτυπωτή. Για να μπορέσει ένας 3D εκτυπωτής να εκτυπώσει το αντικείμενο, χρειάζεται οδηγίες χαμηλού επιπέδου από το λογισμικό κοπής για να του πει πού να μετακινήσει την κεφαλή εκτύπωσης, πότε να τροφοδοτήσει το πλαστικό, την ταχύτητα κίνησης της κεφαλής και πολλά άλλα. Αυτές οι πληροφορίες συνήθως αποθηκεύονται σε ένα αρχείο GCODE. Αυτός είναι ο κύριος σκοπός του λογισμικού κοπής: να λάβει το τρισδιάστατο μοντέλο που είναι αποθηκευμένο ως τυπική μορφή αρχείου, όπως το STL, και να το μετατρέψει σε αυτήν την ακολουθία εντολών σε έναν GCODE για να ενεργήσει ο τρισδιάστατος εκτυπωτής.

Μια προεπισκόπηση τρισδιάστατης εκτύπωσης ενός μικρού εργαλείου

Το γρανάζι που εκτυπώνεται σε τρισδιάστατο εκτυπωτή

Ο τελικός 3D εκτυπωμένος εξοπλισμός έτοιμος για χρήση

Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές συνήθως υποστηρίζουν την εκτύπωση είτε μέσω απευθείας σύνδεσης USB είτε τοποθετώντας το αρχείο GCODE σε μια κάρτα SD, η οποία στη συνέχεια μπορεί να εισαχθεί στον εκτυπωτή.

Τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών

Υπάρχουν διάφοροι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών και ο καθένας έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εδώ παραθέτουμε τους τρεις πιο δημοφιλείς τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών.

Μοντελοποίηση συντηγμένης εναπόθεσης (FDM)

Με τους εκτυπωτές FDM, το αντικείμενο δημιουργείται ξεκινώντας από το κάτω μέρος του τρισδιάστατου αντικειμένου και, στρώμα προς στρώμα, εξώθηση λιωμένου πλαστικού μέχρι να ολοκληρωθούν όλα τα στρώματα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται από τους πιο δημοφιλείς οικιακούς 3D εκτυπωτές και παρέχει αποτελέσματα καλής ποιότητας και γρήγορες ταχύτητες εκτύπωσης. Οι εκτυπωτές FDM έχουν επίσης μεγάλους όγκους κατασκευής, επιτρέποντας την εκτύπωση πολύ μεγάλων αντικειμένων, το μέγεθος των οποίων μπορεί να μην είναι δυνατό με άλλους τύπους εκτυπωτών.

Υπάρχει μεγάλη ποικιλία πλαστικών τύπων για να διαλέξετε κατά την εκτύπωση με εκτυπωτές FDM 3D. Δύο από τους πιο συνηθισμένους τύπους είναι το ABS και το PLA. Και οι δύο έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και τους λόγους για την επιλογή του συγκεκριμένου τύπου υλικού. Υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι πλαστικών εκτυπωτών FDM επίσης. Ωστόσο, δεν θα μπούμε στους διαφορετικούς τύπους εδώ, καθώς υπάρχουν πολλές εξαιρετικές διαδικτυακές αναφορές που μπορούν να βοηθήσουν, όπως αυτή η εξαιρετική Οδηγός υλικού τρισδιάστατης εκτύπωσης.

Επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (SLS)

Παρόμοια με το FDM, η μέθοδος SLS δημιουργεί το τελικό αντικείμενο ξεκινώντας από το κάτω μέρος. Ωστόσο, αντί για λιωμένο πλαστικό, η μέθοδος SLS χρησιμοποιεί ένα στρώμα σκόνης όπως νάιλον και, χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ, δημιουργεί το αντικείμενο στρώμα-στρώμα. Τα αντικείμενα που εκτυπώνονται με τη μέθοδο SLS είναι πολύ ισχυρότερα από τα εκτυπωμένα με FDM αντικείμενα και, δεδομένης της εγγενούς ισχύος των αντικειμένων που εκτυπώνονται με SLS, έχουν βρει χρήσεις σε πολλές βιομηχανίες καθώς και σε καταναλωτικές εφαρμογές.

Στερεολιθογραφία (SLA)

Με τους εκτυπωτές SLA 3D, το αντικείμενο δημιουργείται χρησιμοποιώντας ρητίνη που ωριμάζει χρησιμοποιώντας λέιζερ. και πάλι, αυτό γίνεται ένα στρώμα τη φορά. Με την εκτύπωση SLA, καθώς η διαδικασία σκλήρυνσης διαρκεί περισσότερο από ό,τι με τους εκτυπωτές FDM, μπορεί να χρειαστεί περισσότερος χρόνος για την εκτύπωση του αντικειμένου. Ωστόσο, η ποιότητα και η ομαλότητα του τελικού προϊόντος είναι πολύ μεγαλύτερες από ό,τι μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τη διαδικασία FDM. Οι εκτυπωτές SLA επιτρέπουν την εξαιρετικά λεπτομερή εκτύπωση και χρησιμοποιούνται συνήθως για τη δημιουργία περίπλοκων εξαρτημάτων. Ένα μειονέκτημα της διαδικασίας εκτύπωσης SLA είναι ότι τα τυπωμένα αντικείμενα δεν έχουν την ισχύ των αντικειμένων που εκτυπώνονται χρησιμοποιώντας τις μεθόδους FDM ή SLS.