Imprimantă 3D: cum funcționează cele mai bune filamente și ce sunt - pur și simplu explicate

Imprimarea 3D devine din ce în ce mai populară. Acest articol explică modul în care funcționează o imprimantă 3D, ce filamente utilizați pentru a imprima modele impresionante și câteva sfaturi practice.

Cum funcționează o imprimantă 3D?

Imprimantele 3D sunt ca nisipul lângă mare. În consecință, există diverse tehnici pentru modul în care imprimanta creează un model. Practic, cu toate acestea, toate imprimantele pot fi alocate la una dintre cele patru tehnici diferite.

• Pe de o parte există stereolitografia („SL” sau „SLA”). Imprimanta are o baie în care există fotopolimer lichid. Fotopolimerii sunt materiale plastice care se întăresc atunci când sunt expuse la lumină. Imprimantele funcționează de obicei cu rășină acrilică, epoxidică sau ester vinilic. Rășina este întărită folosind un laser. Există un platou în bazinul fotopolimerului, care se deplasează în jos puțin după întărirea unui nivel (mai adânc în baie). După ce modelul s-a întărit complet, materialele plastice au rezistență ridicată și rezistență chimică. Avantajul acestui proces este exactitatea acestuia: imprimanta poate imprima, de asemenea, structuri de dimensiuni micrometre. Din păcate, imprimantele de stereolitografie sunt în prezent foarte scumpe.
• De asemenea, este cunoscută sinterizarea selectivă cu laser („SLS”). Pentru a înțelege cum funcționează, imaginați-vă o țeavă în care este construit din nou un platou. Platoul este în partea de sus la început. În primul rând, o rolă este utilizată pentru distribuirea pe platou a unui material plastic, a unui nisip turnat din plastic, a unei pulberi metalice sau ceramice. Un laser trece apoi pe platou și încălzește anumite puncte din pulbere, astfel încât acestea să se combine și să fie creat primul nivel al obiectului. Platoul coboară apoi puțin și procesul începe din nou. Deci un obiect poate fi construit bucată cu bucată. Ceea ce este practic aici este faptul că restul materialului poate acționa ca material suport și - spre deosebire de stereolitografie - nu trebuie tipărite structuri de suport.
• În imprimarea 3D clasică, modelarea depunerii fuzionate ("FDM"), plasticul lichid este aplicat pe o suprafață în straturi folosind un extruder, care se întărește imediat. Apoi suprafața se mișcă un pic în jos (sau extrusorul în sus) și următorul strat este tipărit. Imprimantele sunt relativ ieftine și pot fi asamblate singur cu niște cunoștințe. Cu toate acestea, materialul suport trebuie să fie tipărit pentru obiectele cu „suprapunere”, adică obiecte care sunt semnificativ mai largi în partea de sus decât în ​​partea de jos. În plus, precizia de imprimare este relativ imprecisă în comparație cu stereolitografia. Totuși, pentru pasionații și cei interesați, aceasta este procedura exactă.

Ce filamente există?

Cu modelarea depunerii fuzionate, imprimați cu așa-numitele filamente. Acestea sunt role pe care materialele termoplastice sunt înfășurate sub formă de sârmă. Cu toate acestea, există unele diferențe în funcție de tip.

• Poliactidele ("PLA") sunt cel mai frecvent utilizate în imprimante. Plasticul este obținut în cea mai mare parte din surse regenerative, cum ar fi amidonul de porumb. Cu toate acestea, nu este biodegradabil. Plasticul este sigur pentru alimente și hidrofug datorită grupului metil. De asemenea, este ignifug și rezistent la radiațiile UV pentru o lungă perioadă de timp. Cel mai mare avantaj vine însă din tipărire: nu există un miros neplăcut.
• Copolimerul acrilonitril-butadienă-stiren ("ABS") este de asemenea utilizat foarte frecvent. Acest plastic este unul dintre cele mai utilizate materiale plastice din lume. Este deosebit de rezistent la uleiuri, grăsimi și temperaturi ridicate. Spre deosebire de PLA, ABS este semnificativ mai greu. Cu toate acestea, nu trebuie să inhalați mirosul acestui plastic atunci când imprimați. Răspunderea este o problemă majoră la imprimare. În timp ce PLA aderă bine la o placă de sticlă încălzită, unele tipuri de ABS aderă foarte prost, în ciuda patului de încălzire foarte cald și a benzii adezive cu două fețe. Cu toate acestea, modele foarte frumoase pot fi create cu ABS. După imprimare, modelele au de obicei o culoare mată. Cu toate acestea, dacă așezați modelul sub o cupolă de sticlă care conține o cârpă umezită cu acetonă, modelul va deveni destul de neted după ceva timp: ABS este solubil în acetonă, metil etil cetonă sau diclorometan.
• Alcoolul polivinilic ("PVAL" sau "PVOH"), care este produs prin hidroliza acetatului de polivinil, este foarte practic pentru modelele cu suprasolicitare. Lucrul special despre acest plastic este că este solubil în apă. De exemplu, într-o imprimantă 3D cu două extrudere, puteți imprima un model cu PLA, dar structura de suport cu PVAL. Cu toate acestea, acest plastic nu este potrivit ca un filament pentru imprimarea modelului propriu-zis, deoarece apa este absorbită din aer, iar modelele nu vor dura mult.
• Polistirenul cu impact ridicat („HIPS”) este utilizat mai ales ca material de sprijin pentru ABS. Acest plastic are o rezistență la impact mare și duritate, dar poate fi dizolvat de limonen, care poate fi găsit în uleiul de lămâie, de exemplu.
• Imprimarea cu compuși PLA este deosebit de exclusivă. Acesta este un amestec de PLA și particule din alte substanțe. Astfel, puteți printa și cu lemn sau cupru, de exemplu.
• Policarbonatele („PC”) sunt rareori utilizate la imprimare. Avantajul este aici temperatura de topire foarte ridicată de la 270 ° C la 300 ° C. Acest plastic are, de asemenea, rezistență la impact ridicat și la căldură.
• Dacă doriți să imprimați angrenaje sau șuruburi care trebuie să suporte forțe puternice și care nu trebuie să se rupă, este recomandată amina de acid polifaxametilen adipic, cunoscută și sub denumirea de "nailon" sau "PA".
• Filamentele „elastice” sau „Flex”, care sunt de obicei compuse din diferite materiale, pot fi adesea găsite pe internet. Cel mai mare avantaj aici este flexibilitatea. Acest lucru vă permite să imprimați modele flexibile și cauciucate. De regulă, ca componentă principală sunt folosiți elastomeri termoplastici pe bază de uretan ("TPU").
• De asemenea, puteți imprima cupe și farfurii. Pentru asta ai nevoie de plastic sigur pentru alimente. Pe lângă PLA, există și polipropilenă ("PP"), care este, de asemenea, ușor flexibilă. O combinație sigură de alimente de PLA și ABS este PETG, care este de asemenea ușor de tipărit și este foarte rezistent la intemperii.

Cum funcționează un proces de tipărire?

Mai întâi creați un model 3D cu un program CAD și îl salvați ca fișier STL.

• Acest fișier STL este apoi încărcat într-un program de tranșare, cum ar fi Cura sau Slic3r.
• În programul de tranșare, aveți opțiunea de a seta proprietățile modelului, cum ar fi densitatea de umplere sau utilizarea structurilor de sprijin.
• Programul transformă apoi modelul 3D într-un cod G. Acesta conține toate pozițiile pe care extruderul trebuie să le mute una după alta. Între timp, filamentul este extrudat, creând un model haptic.

În următorul sfat practic vă vom oferi o introducere a programului CAD „Solid Edge”, cu ajutorul căruia puteți crea multe modele 3D practice.