3D Print

Tri-dimenzionalni tisk (3D tisk) je proces izdelave prostorskih trdnih predmetov, objektov na podalgi digitalnih načrtov. 3D tisk je v zadnjem času postal razpoložljiva možnost tudi slehernemu potrošniku in ustvarjalcu, saj so cene naprav padle, vse več pa je tudi 3D tiskalnikov, ki jih lahko uporabljamo kar doma.

 

3D printer na domači mizi.

3D tiskajo se lahko miniaturni modeli, darila, nakit in celo protetični udi (proteze), slušni pripomočki ter vse drugo, kar človeški um ustvari.

Sam koncept 3d tiskanja ni nova pogruntavščina. Strokovno se postopku 3D tiskanja reče stereolitografija in obstaja že od sredine 80-ih let 20. stoletja. Vseeno pa je tehnologija z razvojem računalnikov in potekom patentov napredovala (in še napreduje), vključno s samo velikostjo printerjev, materiali, ki jih uporabljajo ter monogo drugih stvari.

Vseeno pa vas verjetno zanima, kako 3D tiskalnik pravzaprav deluje. Kako lahko nekaj, kar je podobno domačemu tiskalniku za papir, ustvari trdne predmete v roku nekaj ur?

 

Vse se začne s konceptom v naši glavi, ki ga prelijemo v digitalno obliko z uporabo 3D modelirnega programa (CAD – Computer Aided Design). Ne glede na to, kateri program izberete, lahko ustvarite virtualni načrt predmeta, ki ga želite natisniti. Vseeno pa za 3D tiskanje potrebujemo program, ki bo znal naš predmet razrezati na sloje (ang. slicer). Tako lahko 3d tiskalnik naš predmet natisne plast za plastjo. (Modele lahko tudi kupite ali naložite s spleta preko različnih knjižnjic, ki bodo objavljene v enem od naslednjih prispevkov).

 

Računalniško podprto načrtovanje 3D objektov.

 

3D risba in 3D natisnjeni objekti

Ko imamo digitalno 3d obliko pripravljeno za tiskanje, jo pošljemo 3d tiskalniku v datoteki s končnico .STL (ang. Standard Tesselation Language – stereolitografija). STL datoteka vsebuje množico 3D večkotnikov, ki so razrezani v sloje tako, da printer razume, kako pašejo skupaj.

Potem pa se začne zabava – 3D tisk je uradno definiran kot izdelava z nanosi – kar pomeni, da je 3-dimenzionalni predmet sestavljen z dodajanjem materiala v plasteh. Nasprotno je še sedaj najbolj uporabljanja tehnologija struženja in CNC obdelave izdelava z odstranjevanjem materiala (ang. machining) – torej izdelave manjšega predmeta iz večjega kosa.

3D tiskalniki lahko za izdelavo predmeta uporabijo veliko različnih materialov, kot so guma, platika, papir, poliuretanski materiali, kovine in podobno – seveda je izbira odvisna od zmogljivosti tiskalnika.

 

3D Tiskanje

V splošnem se materiali po plasteh nanašajo na različne načine, a najpogostejši v printerjih za domačo rabo je prav nanos topljenega polimera preko majhne šobe. Polimer je v večini primerov topljiva plastika z ugodnimi lastnostmi za topljenje in hlajenje (v angleščini se uporablja bioplastika PLA ali bolj vzdržljiva ABS, ki za uporabo potrebuje ogrevano posteljo za nanos).

Polimer je v obliki filamenta običajno navit na kolut, ki je nameščen na 3D tiskalnik. 3D tiskalnik filament med 3D tiskanjem vleče v ogrevano glavo (ang. extruder), kjer se filament stopi in skozi majhno luknjico ( običajno premera okoli 0.4 mm) nanese na tiskalno posteljo.

 

Materiali za 3D tiskanje.

Tako tiskalnik plast za plastjo nanaša stopljen filament na posteljo in gradi 3D predmet. Tukaj pa se 3D tiskalniki med seboj razlikujejo – lahko imajo mirujočo posteljo ali mirujočo glavo, včasih pa se oboje lahko giblje. Glede na zahtevnost 3D predmeta lahko proces 3D tiskanja traja od nekaj minut pa vse do nekaj dni.

V povprečju je debelina nanosa ene plasti 3D printerjev za domačo uporabo  okrog 0.1 milimetra, obstajajo pa tudi 3D tiskalniki, ki so zmožni tiskati nekajkrat tanjše plasti.

Za delovanje mora biti šoba sposobna premikanja po delovnem prostoru 3d tiskalnika vsaj v treh oseh – torej treh dimenzijah. Načeloma vsako os poganja svoj koračni motor – zato je kvaliteta tiska odvisna od natančnosti in kvalitete pogonskih in transportnih komponent, predvsem pa tudi od vodenja motorjev.

Več si lahko preberete v naslednjem članku – Glavne komponente 3D tiskalnika (kmalu).