Različne tehnologije 3D tiska

Ko se odločamo za 3D tisk je pomembno, da poznamo glavne značilnosti različnih tehnologij 3D tiska, saj imajo vse svoje prednosti in slabosti, ki lahko pomembno vplivajo na mehanske lastnosti, izgled in ceno natisnjenega kosa. Spodaj so opisane štiri najpogosteje uporabljene metode.

FDM - Fused deposition modeling

Postopek FDM (fused deposition modeling ali ciljno nalaganje po slovensko) je med vsemi najbolj razširjen.  Priljubljenost te tehnologije pa gre pripisati predvsem odprtokodnemu projektu RepRap, ki je ustvaril tiskalnik, ki ga lahko vsak izdela doma, večino delov pa natisne kar s pomočjo drugega 3D tiskalnika.

Pri FDM postopku nanašamo termoplastičen material, navadno navit na kolutih, skozi posebno šobo, ki material stali in ga nanese na potrebno mesto kot je prikazano na spodnji sliki. Tako plast za plastjo nanašamo termoplast na izdelovalno platformo, dokler izdelek ni končan. Natančnost izdelave in kvaliteta površine s tem postopkom ni najboljša, vendar je cenovno ugodna in zato vseeno priljubljena.

V primeru visečih delov na izdelku je potrebno uporabljati posebne podpore, ki se prav tako nanesejo z izdelkom plast za plastjo, vendar se po končanem postopku odstranijo. Pri postopku FDM je zato običajno po končanem tiskanju na vrsti še post obdelava pri kateri odstranimo odvečni material, zgladimo površino z acetonom, če material to dopušča, ga pobarvamo itd.

Najpogostejša materiala sta ABS in PLA, vendar se na trgu dobijo tudi drugi materiali kot na primer PETG, Nylon (PA), tudi imitacije lesa, z vključki ogljikovih vlaken, keramika in podobno. 

FDM - Ciljno nanašanje, fused deposition modeling
Postopek FDM - Fused deposition modeling ali po slovensko ciljno nalaganje

SLA - Stereolitografija

Stereolitografija je najstarejša tehnologija dodajanja. Prav tako kot pri ostalih, se tudi pri tej izdelek gradi po plasteh. Pri tem pa ne ekstrudiramo tekoče plastike ali strjujemo prahu, temveč z natančnim laserskim žarkom ali pa video projektorjem osvetljujemo želen prerez in tako strdimo fotopolimer v bazenčku (ang. vat). Po strjenem celem prerezu se platforma na katero je pritrjen izdelek dvigne za višino ene plasti.

Proces je izredno natančen in precej hiter, še posebej če imamo projektor z veliko ločljivosti. Slabost je, da za razliko od dodajanja v prahu potrebuje podpore in običajno post procesiranje, ki zajema dokončno strjevanje polimera pod UV lučjo, čiščenje izdelka in zaščito pred nadaljnjim UV sevanjem, saj lahko dolgotrajna izpostavljenost privede do prevelike krhkosti izdelka.

Postopek je dražji od FDM, vendar z njim lahko izdelujemo neprimerljivo kvalitetnejše izdelke, sploh kar se tiče kvalitete površine. Ob tem je potrebno povedati, da se na splošno materiali za tehnologije dodajanja vseskozi cenijo zaradi vse večje ponudbe.

Stereolitografija
Postopek stereolitografije

SLS - Selective laser sintering

Pri postopku selektivnega laserskega sintranja z laserjem pretaljujemo material in tako izdelujemo končni izdelek. Enako kot pri postopku FDM tudi pri SLS izdelek gradimo plast za plastjo, vendar pa tu namesto nanašanja materiala na potrebna mesta, nanašamo na celotno plast prah iz materiala, ki ga želimo in tega pretaljujemo s pomočjo laserskega žarka. Šibkejši laserski žarek omogoča posebna komora s prahom, ki je predgreta na temperaturo nekaj pod tališčem izbranega materiala. Prah se plast za plastjo z valjčkom nanaša iz zalogovnika prek pretaljevalne komore do posode za odpadni prah. Za boljšo predstavo si poglejte sliko spodaj.

Postopek je dražji od ostalih predvsem zaradi velike porabe energije, ki nastane pri predgrevanju prahu, veliko zahtevnejše elektronike in programov, ki kontrolirajo postopek in precej visoke cene materialov v prahu.

Velika prednost tega postopka je, da za izdelavo izdelka skoraj ne potrebuje namenskih podpor, saj jih nadomesti nepretaljen prah. V primeru, da bi bile te vseeno potrebne jih je še vedno manj kot pri postopku FDM.

SLS - Selektivno lasersko sintranje
Postopek SLS - selektivno lasersko sintranje

Postopek Inkjet

Postopek Inkjet je v osnovi podoben SLS, kjer izdelek gradimo s pomočjo strjevanja prahu. Razlika je predvsem v mehanizmu strjevanja materiala, ki je pri SLS laserski žarek, pri postopku Inkjet pa posebno lepilo, ki se vbrizga skozi brizgalno glavo, podobno tisti v injekcijskem tiskalniku za papir. Ker skupaj z vezivom lahko nanašamo tudi barvilo je postopek izredno primeren za izdelavo barvnih izdelkov. Poenostavljen postopek je prikazan na spodnji sliki.

Inkjet postopek
Postopek Inkjet

Viri

  • Jure Boncelj: Zasnova in izdelava stroja za stereolitografijo – Zaključna naloga na Fakulteti za strojništvo,  2015
  • 3D Printing Basics: The Free Beginner’s Guide. V 3D Printing Industry. Dostopno na: http://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide
  • I. Gibson, D. W. Rosen, B. Stucker: Additive Manufacturing Technologies Rapid Prototyping to Direct Manufacturing. Springer, New York, 2010.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja