Jak działa druk 3D?

Drukowanie 2D to proces umieszczania obrazu na papierze, podczas gdy drukowanie 3D to proces tworzenia obiektu z niektórych materiałów, często tworzyw sztucznych, proszków, żywic, metalu, włókna węglowego, grafitu i grafenu. Drukuje jedną warstwę, czeka na jej wyschnięcie, a następnie drukuje kolejną warstwę na wierzchu, ostatecznie tworząc trójwymiarowy obiekt.

Teraz druk 3D stał się synonimem produkcji. Korzystając z drukarki 3D, firmy produkcyjne mogą szybko budować prototypy do celów testowania i zapewnienia jakości. Chociaż istnieje wiele różnych rodzajów procesów drukowania 3D, prawie wszystkie z nich składają się z trzech podstawowych kroków.

Modelowania

Przed zbudowaniem obiektu za pomocą drukarki 3D należy zaprojektować model. Modelowanie to pierwszy krok druku 3D. Firmy produkcyjne zazwyczaj projektują modele obiektowe przy użyciu specjalnego rodzaju oprogramowania komputerowego znanego jako pakiet do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Wydrukowane modele 3D utworzone za pomocą CAD powodują stosunkowo mniej błędów niż inne metody. Błędy w modelach do druku 3D można zidentyfikować i skorygować przed drukowaniem, umożliwiając w ten sposób projekty o wyższej jakości. Ponadto oprogramowanie CAD skutecznie zwiększa produktywność – pozwala projektantom obniżyć koszty produkcji, pracować szybciej i inteligentniej, a ostatecznie prowadzi do szybszego ukończenia projektu. Jest to ogromna przewaga na konkurencyjnym rynku globalnym.

Ręczny proces modelowania przygotowania danych geometrycznych do grafiki komputerowej 3D jest podobny do sztuk plastycznych, takich jak rzeźbienie. Skanowanie 3D to proces zbierania cyfrowych danych o kształcie i wyglądzie rzeczywistego obiektu, tworząc na jego podstawie cyfrowy model.

Drukarstwo

Drugi krok drukowania 3D obejmuje drukowanie lub budowanie obiektu.

Model obiektowy jest zwykle zapisywany jako format stereolitografii (STL) lub pliku produkcji dodatków (AMF). Wszystko, co musimy zrobić, to przesłać plik do drukarki 3D. Drukarka 3D użyje instrukcji w odpowiednim pliku, aby dyktować, gdzie i jak materiał jest zdeponowany.

Większość drukarek 3D buduje obiekty, osadzając warstwy materiału na łóżku. Proces drukowania 3D zamienia cały obiekt w tysiące małych małych plasterków, a następnie tworzy go od dołu do góry, plasterek po kawałku. Te maleńkie warstwy sklejają się ze sobą, tworząc stały obiekt. Każda warstwa może być bardzo złożona, co oznacza, że drukarki 3D mogą tworzyć ruchome części, takie jak i koła, jako część tego samego obiektu.

Drukarki 3D mogą używać różnych materiałów do budowy obiektów, chociaż tworzywo termoplastyczne jest najczęstszym materiałem używanym do tego procesu. Działa poprzez wytłaczanie stopionego plastiku przez maleńką dyszę, którą porusza się dokładnie pod kontrolą komputera. Drukuje jedną warstwę, czeka na jej wyschnięcie, a następnie drukuje następną warstwę na wierzchu.

Wykończenie

Trzecim i ostatnim krokiem druku 3D jest dokonanie ostatecznych poprawek drukowanego obiektu, a mianowicie wykończenie. Na przykład większą dokładność można osiągnąć, drukując nieco ponadwymiarową wersję pożądanego obiektu w standardowej rozdzielczości, a następnie usuwając materiał za pomocą procesu subtraktywnego o wyższej rozdzielczości. Można również dodać rozpuszczalniki do drukowanego obiektu, aby wyeliminować wszelkie powierzchowne niedoskonałości, a jednocześnie uzyskać gładsze wykończenie powierzchni. Niektóre techniki drukowania wymagają zbudowania wewnętrznych podpór do zwisania elementów podczas budowy. Podpory te muszą zostać mechanicznie usunięte lub rozpuszczone po zakończeniu drukowania.