3D принтирането е невероятна технология, която има огромно значение в много индустрии, главно поради способността си да принтира здрави материали в нестандартни форми. Някои технологии все още не могат да произвеждат безпроблемно дори някои форми, които 3D принтирането може да произведе.

И така, възниква въпросът кои материали не могат да бъдат отпечатани на 3D принтер?

Материали като дърво, плат, хартия и камъни не могат да бъдат отпечатани на 3D принтер, защото ще изгорят, преди да бъдат разтопени и екструдирани през дюзата.

Тази статия ще отговори на някои често задавани въпроси относно възможностите и ограниченията на 3D принтирането по отношение на материалите, които можете и не можете да принтирате, както и на формите.

Какви материали не могат да се отпечатват 3D?

Основният отговор тук е, че не можете да печатате с материали, които не могат да бъдат разтопени в полутечно състояние, което може да бъде екструдирано. Ако погледнете как работят 3D принтерите FDM, те разтопяват термопластични материали от шпула, с тесни допуски от ±0,05 и по-малко.

Материалите, които горят, а не се топят при високи температури, трудно се екструдират през дюзата.

Стига да можете да удовлетворите изискванията за полутечно състояние и допустими отклонения, би трябвало да можете да принтирате този материал на 3D. Много материали не отговарят на тези свойства.

От друга страна, можем да използваме и прахове за метали в процес, наречен селективно лазерно синтероване (SLS), при който се използва лазер за синтероване на прахообразен материал и свързването му, за да се създаде твърд модел.

Материалите, които не могат да бъдат отпечатани 3D, са:

• Истинско дърво, въпреки че можем да създадем хибрид от PLA и дървесни зърна
• Платове/тъкани
• Хартия
• Скала - въпреки че можете да разтопите вулканичен материал като абсалт или риолит.

Всъщност не можах да измисля много материали, които не могат да бъдат отпечатани на 3D принтер, наистина можете да накарате повечето материали да работят по един или друг начин!

Може би е малко по-лесно да погледнем към другата страна на този въпрос, за да получим повече информация за материалите в областта на 3D принтирането.

Какви материали могат да се отпечатват 3D?

Добре, знаете кои материали не могат да бъдат отпечатани 3D, но какво да кажем за материалите, които могат да бъдат отпечатани 3D?

• PLA
• ABS
• Метали (титан, неръждаема стомана, кобалт-хром, никелова сплав и др.)
• Поликарбонат (много здрава нишка)
• Храна
• Бетон (3D отпечатани къщи)
• TPU (гъвкав материал)
• Графит
• Биоматериали (живи клетки)
• Акрил
• Електроника (печатни платки)
• PETG
• Керамика
• Злато (възможно, но този метод би бил доста неефективен)
• Silver
• Найлон
• Стъкло
• PEEK
• Въглеродни влакна
• PLA с дървесен пълнеж (може да има около 30% дървесни частици, 70% PLA)
• PLA с меден пълнеж ("80% съдържание на мед")
• HIPS и много други

Ще се изненадате докъде е стигнало развитието на 3D принтирането през последните години, като всички университети и инженери създават нови методи за 3D принтиране на различни видове обекти.

Дори електрониката може да бъде отпечатана на 3D принтер, което е нещо, което повечето хора никога не биха си помислили, че е възможно.

Да, има и реални био-3D принтери, които се използват за отпечатване на живи клетки. Цените им варират от 10 000 до 200 000 долара и по принцип използват адитивно производство на клетки и биосъвместими материали за създаване на жива структура, която може да имитира естествени живи системи.

Неща като злато и сребро могат да бъдат превърнати в 3D обекти с помощта на 3D принтиране, но всъщност не са 3D принтирани. Те се изработват чрез процес на отпечатване на восъчни модели, отливане, разтопяване на златото или среброто, след което разтопеното злато или сребро се излива в отливката.

По-долу е представено страхотно видео, което показва как може да се създаде сребърен пръстен с тигър, като се премине от дизайна до крайния пръстен.

Процесът е наистина специализиран и изисква подходящи инструменти и оборудване, но най-хубавото в него е колко подробен се оказва моделът и как той е създаден със значителната помощ на 3D принтирането.

Персонализацията при 3D принтирането е най-хубавата част от технологията, тъй като с лекота можете да персонализирате собствените си предмети.

Какви форми не могат да бъдат отпечатани на 3D принтер?

На практика ще ви е трудно да откриете какви форми не могат да бъдат отпечатани на 3D принтер, защото има много техники за 3D печат, които могат да преодолеят ограниченията.

Мисля, че ще откриете няколко невероятно сложни форми и модели, като разгледате Математическия етикет в Thingiverse.

Какво ще кажете за Пъзел възлите, създадени от SteedMaker в Thingiverse.

Или пък възелът Trefoil Knot, създаден от shockwave3d в Thingiverse.

Формите, които FDM трудно отпечатва, обикновено могат да бъдат направени с печат SLA (втвърдяване на смола с лазерни лъчи) и обратно.

Обикновените 3D принтери могат да имат проблеми с отпечатването:

• Форми, които имат малък контакт с леглото, като сфери.
• Модели, които имат много фини, подобни на пера ръбове
• 3D принтиране с големи надвеси или принтиране във въздуха
• Много големи обекти
• Форми с тънки стени

Голяма част от тези проблеми могат да бъдат преодолени с помощта на различни методи за подпомагане на печата, като например използване на опорни конструкции за надвеси, промяна на ориентацията, така че тънките части да не са в основата на печата, използване на салове и кантове като солидна основа и дори разделяне на моделите на части.

Форми с малък контакт с леглото

Тези форми, които ще имат малка основа и малък контакт с леглото, не могат да бъдат принтирани директно, както се принтират други форми. Причината е, че обектът ще изскочи от леглото още преди принтирането да е приключило.

Ето защо не можете да създадете лесно сферичен обект, тъй като контактът с повърхността е твърде малък, а тялото е твърде голямо, за да се премахне по време на процеса.

Въпреки това можете да направите такъв печат, като използвате сал. Салът представлява мрежа от нишки, които се поставят върху платформата за изграждане, върху която се отпечатва първият слой на модела.

Фини, подобни на перо ръбове

3D принтирането на много тънки елементи като перо или острие на нож е почти невъзможно с 3D принтиране поради ориентацията, точността XYZ и общия метод на екструдиране.

Това би могло да се направи само с изключително прецизни машини от няколко микрона и дори тогава няма да може наистина да се получат толкова тънки ръбове, колкото бихте искали. Технологията първо трябва да увеличи резолюцията си, преминала желаната тънкост, която искате да отпечатате.

Отпечатъци с големи надвеси или отпечатване в средата на въздуха

Отпечатването на обекти, които имат големи надвиснали части, е предизвикателство, а понякога е невъзможно.

Проблемът е прост: ако отпечатваните форми са прекалено далеч от предишния слой и размерът им е голям, те ще се откъснат, преди слоят да се оформи правилно на място.

Повечето хора си мислят, че не можете да печатате върху нищо, защото трябва да има някаква основа, но когато наистина наберете 3D принтера си заедно с настройките, феноменът, наречен "мост", може наистина да бъде полезен тук.

Cura предлага помощ за подобряване на надвесите с опцията "Enable Bridge Settings".

Мостът може да бъде значително подобрен с правилните настройки, заедно с Petsfang Duct, както можете да видите във видеото по-долу.

Успява сравнително успешно да отпечата 3D надвес с дължина 300 мм, което е много впечатляващо! Променя скоростта на печат на 100 мм/с и 70 мм/с за запълване, но само защото печатът би отнел много време, така че са възможни още по-добри резултати.

За щастие можем да изработим и подпорни кули под тези големи надвеси, които да ги поддържат и да им позволяват да запазят формата си.

Много големи 3D отпечатъци

Повечето FDM 3D принтери са с размери от около 100 x 100 x 100 mm до 400 x 400 x 400 mm, така че намирането на 3D принтер, който може да отпечатва големи обекти с едно зареждане, ще бъде трудно.

Най-големият FDM 3D принтер, който успях да намеря, е Modix Big-180X, който има огромен обем на конструкцията от 1800 x 600 x 600 мм и тежи 160 кг!

Това не е машина, до която можете да очаквате достъп, така че междувременно трябва да се придържаме към по-малките си машини.

Не всичко е лошо, защото имаме възможност да разделим моделите на по-малки части, да ги отпечатаме поотделно и след това да ги съединим с помощта на лепило като суперлепило или епоксидна смола.