3D принтирането е многофункционално, но хората се чудят дали 3D принтерите печатат само пластмаса. В тази статия ще разгледаме какви материали могат да използват 3D принтерите.

Потребителските 3D принтери използват предимно пластмаса като PLA, ABS или PETG, които са известни като термопластмаси, тъй като омекват и се втвърдяват в зависимост от температурата. Има много други материали, които можете да отпечатате с различни технологии за 3D печат, като SLS или DMLS за метали. Можете дори да отпечатате 3D бетон и восък.

В тази статия има още полезна информация за материалите, които се използват в 3D принтирането, така че продължавайте да четете за повече информация.

Какво мастило се използва в 3D принтерите?

Ако някога сте се чудили какво използват 3D принтерите за мастило, ето го простият отговор. 3D принтерите използват три основни вида материали за мастило, а именно

• Термопластични материали (нишки)
• Смола
• Прахове

За отпечатването на тези материали се използват различни видове 3D принтери и ние ще разгледаме всеки един от тези материали в процеса на работа.

Термопластмаси (нишки)

Термопластиците са вид полимери, които стават гъвкави или податливи на формоване при нагряване до определена температура и се втвърдяват при охлаждане.

Когато става въпрос за 3D принтиране, нишките или термопластмасите са това, което 3D принтерите използват за "мастило" или материал за създаване на 3D обекти. Използват се с технология, наречена Fused Deposition Modeling или FDM 3D принтиране.

Това е вероятно най-простият вид 3D печат, тъй като не изисква сложен процес, а само нагряване на нишката.

Най-популярната нишка, която повечето хора използват, е PLA или полимлечна киселина. Следващите няколко най-популярни нишки са ABS, PETG, TPU & Nylon.

Можете да получите всякакви видове нишки, както и различни хибриди и цветове, така че наистина има широк спектър от термопластични материали, с които можете да принтирате 3D.

Пример за това е този SainSmart Black ePA-CF Carbon Fiber Filled Nylon Filament от Amazon.

Някои нишки са по-трудни за отпечатване от други и имат много различни свойства, които можете да изберете според проекта си.

3D принтирането с термопластични нишки включва механично подаване на материала през тръба с помощта на екструдер, който след това се подава в нагревателна камера, наречена гореща част.

Горещата част се нагрява до температура, при която нишката омеква и може да се екструдира през малък отвор в дюзата, обикновено с диаметър 0,4 mm.

Вашият 3D принтер работи с инструкции, наречени файл с G-код, който указва на 3D принтера каква точно да бъде температурата, къде да се движи печатащата глава, какво да бъде нивото на охлаждащите вентилатори и всички други инструкции, които карат 3D принтера да прави нещата.

Файловете G-Code се създават чрез обработка на STL файл, който можете лесно да изтеглите от уебсайт като Thingiverse. Софтуерът за обработка се нарича слъсер, като най-популярният за FDM печат е Cura.

Предлагаме ви кратко видео, което показва процеса на 3D печат с нишки от началото до края.

Всъщност написах цяла статия, наречена Ultimate 3D Printing Filament & Materials Guide, която ви запознава с няколко вида нишки и материали за 3D печат.

Смола

Следващият вид "мастило", което се използва в 3D принтерите, е материал, наречен фотополимерна смола - термореактивна течност, която е чувствителна към светлина и се втвърдява при излагане на определени дължини на вълната на ултравиолетовата светлина (405 nm).

Тези смоли се различават от епоксидните смоли, които обикновено се използват за хоби занаяти и подобни проекти.

Смолите за 3D печат се използват в технологията за 3D печат, наречена SLA или стереолитография. Този метод осигурява на потребителите много по-високо ниво на детайлност и разделителна способност благодарение на начина, по който се формира всеки слой.

Обичайните смоли за 3D принтиране са стандартна смола, бърза смола, смола, подобна на ABS, гъвкава смола, смола, която може да се мие с вода, и здрава смола.

Написах по-задълбочена статия за това какви видове смоли има за 3D принтиране? Най-добрите марки и видове, така че не се колебайте да я разгледате за повече подробности.

Ето как работят SLA 3D принтерите:

• След като 3D принтерът е сглобен, изсипвате смолата във ваната за смола - контейнер, в който се съхранява смолата над LCD екрана.
• Изграждащата плоча се спуска в съда за смола и създава връзка със слоя фолио в съда за смола.
• Файлът за 3D печат, който създавате, ще изпрати инструкции за осветяване на определено изображение, което ще създаде слоя.
• Този слой светлина ще втвърди смолата
• След това плочата за изграждане се повдига и създава засмукващо налягане, което отлепва създадения слой от филма на ваната със смола и го залепва за плочата за изграждане.
• Той ще продължи да създава всеки слой, като излага светлинно изображение, докато се създаде 3D обектът.

По същество SLA 3D разпечатките се създават с главата надолу.

SLA 3D принтерите могат да създават невероятни детайли благодарение на възможността за разделителна способност до 0,01 мм или 10 микрона, но стандартната разделителна способност обикновено е 0,05 мм или 50 микрона.

FDM 3D принтерите обикновено имат стандартна разделителна способност от 0,2 мм, но някои висококачествени машини могат да достигнат 0,05 мм.

Безопасността е важна, когато става въпрос за смола, тъй като тя е токсична при контакт с кожата. Трябва да използвате нитрилни ръкавици при работа със смола, за да избегнете контакт с кожата.

3D печатът със смола е по-дълъг процес поради необходимата последваща обработка. Трябва да измиете невтвърдената смола, да почистите опорите, които са необходими за 3D печат на модели със смола, след което да втвърдите частта с външна UV светлина, за да се втвърди 3D отпечатаният обект.

Прахове

По-рядко срещана, но все по-развиваща се индустрия в 3D принтирането е използването на прахове като "мастило".

Праховете, използвани в 3D принтирането, могат да бъдат полимери или дори метали, които се редуцират до фини частици. Качествата на използвания метален прах и процесът на принтиране определят резултата от принтирането.

Съществуват няколко вида прахове, които могат да се използват при 3D принтиране, като найлон, неръждаема стомана, алуминий, желязо, титан, кобалт-хром и много други.

В уебсайт, наречен Inoxia, се продават много видове метални прахове.

Съществуват и различни техники, които могат да се използват при 3D печат с прах, като SLS (Selective Laser Sintering), EBM (Electron Beam Melting), Binder Jetting & BPE (Bound Powder Extrusion).

Най-популярна е техниката за синтероване, известна като селективно лазерно синтероване (SLS).

Процесът на селективно лазерно синтероване се извършва по следния начин:

• Резервоарът за прах се пълни с термопластичен прах, обикновено найлон (кръгли и гладки частици).
• Разпръсквач на прах (острие или валяк) разпръсква праха, за да създаде тънък и равномерен слой върху платформата за изграждане.
• Лазерът нагрява избирателно части от зоната за изграждане, за да разтопи праха по определен начин.
• Изграждащата плоча се придвижва надолу с всеки слой, където прахът се разпръсква отново за ново синтероване с лазера.
• Този процес се повтаря, докато частта ви бъде завършена.
• Окончателният ви отпечатък ще бъде покрит с найлонова обвивка, която може да се отстрани с четка.
• След това можете да използвате специална система, която използва нещо като мощна въздушна струя, за да почистите останалата част от нея.

Ето кратко видео за това как изглежда процесът SLS.

Процесът се извършва чрез синтероване на праха, за да се образуват твърди части, които са по-порести от точката на топене. Това означава, че праховите частици се нагряват, така че повърхностите да се заварят заедно. Едно от предимствата на този процес е, че може да се комбинират материали с пластмаси за получаване на 3D отпечатъци.

Можете да печатате 3D с метални прахове с помощта на технологии като DMLS, SLM & EBM.

Могат ли 3D принтерите да печатат само пластмаса?

Въпреки че пластмасата е най-често използваният материал в 3D принтирането, 3D принтерите могат да принтират и други материали.

Други материали, които могат да се използват за 3D принтиране, включват:

• Смола
• Прах (полимери & метали)
• Графит
• Въглеродни влакна
• Титан
• Алуминий
• Сребро и злато
• Шоколад
• Стволови клетки
• Желязо
• Дърво
• Восък
• Бетон

При FDM принтерите само някои от тези материали могат да бъдат нагрявани и омекотявани, а не изгаряни, така че да могат да бъдат изтласкани от горещия край. Съществуват много технологии за 3D печат, които разширяват възможностите на материалите, които хората могат да създават.

Основният от тях е SLS 3D принтерът, който използва прах с техниката на лазерно синтероване, за да прави 3D отпечатъци.

3D принтерите със смола също се използват често за домашни и търговски цели. Това включва използването на процеса на фотополимеризация за втвърдяване на течна смола с ултравиолетова светлина, която след това преминава през последваща обработка за постигане на висококачествен завършек.

3D принтерите могат да отпечатват не само пластмаса, но и други материали в зависимост от вида на въпросния 3D принтер. Ако искате да отпечатате някой от другите изброени по-горе материали, трябва да се сдобиете със съответната технология за 3D печат, за да отпечатате.

Могат ли 3D принтерите да отпечатват всякакви материали?

Материали, които могат да бъдат омекотени и екструдирани през дюза, или прахообразни метали могат да бъдат свързани помежду си, за да образуват обект. Докато материалът може да бъде наслояван или подреждан един върху друг, той може да бъде отпечатан на 3D принтер, но много обекти не отговарят на тези характеристики. Бетонът може да бъде отпечатан на 3D принтер, тъй като в началото е мек.

3D отпечатаните къщи са направени от бетон, който се смесва и екструдира през много голяма дюза и се втвърдява след известно време.

С течение на времето 3D принтирането въведе много нови материали като бетон, восък, шоколад и дори биологични материали като стволови клетки.

Ето как изглежда една 3D принтирана къща.

Можете ли да отпечатате 3D пари?

Не, не можете да принтирате пари на 3D принтер поради производствения процес на 3D принтиране, както и поради вградените маркировки върху парите, които ги правят защитени от фалшифициране. 3D принтерите създават предимно пластмасови обекти, като използват материали като PLA или ABS, и определено не могат да принтират на 3D принтер, използващ хартия. Възможно е да се принтират на 3D принтер метални монети.

Парите се изработват с много маркировки и вградени нишки, които 3D принтерът може да не успее да възпроизведе точно. Дори 3D принтерът да успее да произведе нещо, което прилича на пари, отпечатъците не могат да се използват като пари, тъй като нямат уникалните качества, които съставляват банкнотата.

Парите са отпечатани на хартия, а повечето 3D отпечатъци са отпечатани от пластмаса или втвърдена смола. Тези материали не могат да функционират по начина, по който би функционирала хартията, и не могат да бъдат обработвани по същия начин, по който биха могли да се обработват парите.

Проучванията показват, че в съвременните парични знаци на повечето държави в света са вградени поне 6 различни технологии. Никой 3D принтер няма да може да поддържа повече от един или два от тези методи, които са необходими за точното отпечатване на банкнотата.

Повечето държави, особено САЩ, създават банкноти, които включват най-новите високотехнологични функции за борба с фалшифицирането, което ще затрудни отпечатването им от 3D принтер. Това може да бъде възможно само ако 3D принтерът разполага с необходимата технология за отпечатване на съответната банкнота.

3D принтерът може само да се опита да отпечата двойник на парите, но не разполага с подходящата технология или материали за отпечатване на пари.

Много хора създават реквизитни монети, като използват пластмасов материал, например PLA, и след това го боядисват със спрей с метална боя.

Други споменават техника, при която можете да създадете 3D форма и да използвате глина от благородни метали. Ще натиснете глината във форма, след което ще я изпечете в метал.

Това е YouTuber, който е създал монета D&D, която има "Да" & "Не" на всеки край. Той е направил прост дизайн в CAD софтуер, след което е създал сценарий, при който 3D отпечатаната монета спира, за да може да постави шайба вътре, за да я направи по-тежка, след което довършва останалата част от монетата.

Ето пример за 3D отпечатан файл за Bitcoin от Thingiverse, който можете да изтеглите и да отпечатате сами.