Jak działa drukarka 3D?

Posted on 16 listopada, 2015  in Artykuły

drukarka 3dO drukarce 3D każdy chyba już słyszał i zdaje sobie sprawę, do czego ona służy oraz jak ogromne zmiany w przemyśle może wprowadzić. Mało kto jednak wie, jak taka drukarka wygląda i jak działa. Zastanawiacie się zapewne, jak to możliwe, by jedno urządzenie potrafiło stworzyć tak różnorodne kształty, zbudowane z przeróżnych materiałów i o różnych wielkościach. Ci, którzy drukarkę 3D wyobrażają sobie jako maszynę podobną do zwykłych drukarek, jakie każdy z nas ma na swoim biurku, będą bardzo zdziwieni – jest to bowiem urządzenie w niczym nie przypominające drukarki w tradycyjnym tego słowa znaczeniu, zarówno wizualnie, jak i pod względem samego procesu drukowania. Poniżej krok po kroku opiszemy więc, jak działa to „urządzenie przyszłości”.

Projekt

Aby w drukarce 3D mógł powstać jakiś element, jak wszystko inne na świecie, musi być najpierw zaprojektowany. Już samo stworzenie takiego projektu jest skomplikowane. Można wykonać go dwoma różnymi metodami. Pierwszą z nich jest użycie specjalnego programu edytorskiego, umożliwiającego zaprojektowanie struktury przestrzennej. Do obsługi większości drukarek 3D dołączane są proste aplikacje do obróbki przestrzennej i przygotowania plików w formacie STL, czytanym przez drukarki. Pliki w takim formacie uzyskać można poprzez konwersję obecnych formatów 3D, np. z programów CAD, Solid Edge, Solidworks, Autodesk itp, a także różnych darmowych, dostępnych do pobrania w internecie. Gotowy model trzeba przed wydrukowaniem zweryfikować i ewentualnie automatycznie poprawić, gdyż nie każdy projekt da się wydrukować, mimo że na ekranie komputera może wyglądać na prawidłowy. Innym sposobem na stworzenie przestrzennego projektu jest użycie trójwymiarowego skanera, który analizują kształt obiektów i odwzorowuje go w postaci opisu matematycznego, co następnie umożliwia sklonowanie tego obiektu na drukarce.

Drukowanie

Po stworzeniu odpowiedniego projektu, nadchodzi czas na wydrukowanie go. Drukarki 3D posiadają specjalne głowice, sterowane oprogramowaniem CAM (Computer Aided Manufacturing). Głowice te poruszane za pomocą serwomotorów, czyli silników, które przesyłają informacje o swoim działaniu z powrotem do mikroprocesora, który głowicę prowadzi. Głowica nadaje kształt wrzucanemu do drukarki przez dyszę (w droższych urządzeniach są to nawet 4 dysze) płynnemu, rozgrzanemu plastikowi, który w temperaturze pokojowej od razu twardnieje, dzięki czemu po chwili można układać na nim kolejne warstwy. Warstwy te w tańszych, domowych drukarkach mają 0,1 mm, zaś w droższych – nawet 0,014 mm, co pozwala na tworzenie niezwykle precyzyjnych kształtów. Używany w drukarkach 3D plastik ma postać cienkiej taśmy, roztapianej w dyszy, z której wydostają się jego kropelki o średnicy odpowiadającej mniej więcej grubości warstwy charakterystycznej dla danego urządzenia. Proces drukowania, ze względu na konieczność precyzyjnego układania kolejnych warstw materiału, jest bardzo czasochłonny – trwa kilka godzin. Warto dodać, że o ile w domowych drukarkach najbardziej standardowym materiałem jest plastik, o tyle w przemysłowych różnorodność jest znacznie większa – może to być np. żywica, metal, guma, czekolada, a nawet beton.

, ,