3D tisk je úžasná technologie, která má obrovský význam v mnoha průmyslových odvětvích, především díky své schopnosti tisknout silné materiály, a to v neortodoxních tvarech. Některé technologie stále ještě nedokážou bez problémů vyrobit ani některé tvary, které 3D tisk dokáže.

Nabízí se tedy otázka, jaké materiály nelze vytisknout na 3D tiskárně?

Materiály, jako je dřevo, látka, papír a kameny, nelze tisknout 3D tiskem, protože by shořely dříve, než by je bylo možné roztavit a protlačit tryskou.

V tomto článku se pokusíme odpovědět na některé časté otázky týkající se možností a omezení 3D tisku, pokud jde o materiály, které můžete a nemůžete tisknout, a také o tvary.

Jaké materiály nelze tisknout 3D tiskem?

Hlavní odpovědí je, že nelze tisknout s materiály, které nelze roztavit do polotekutého stavu, který lze vytlačit. Pokud se podíváte na to, jak fungují 3D tiskárny FDM, roztavují termoplastické materiály z cívky, s úzkými tolerancemi ±0,05 a nižšími.

Materiály, které při vysokých teplotách spíše hoří než tají, se budou tryskou protlačovat obtížně.

Pokud splňujete požadavky na polotekutý stav a tolerance, měli byste být schopni tento materiál vytisknout ve 3D. Mnoho materiálů tyto vlastnosti nesplňuje.

Na druhou stranu můžeme také použít prášky pro kovy v procesu zvaném Selektivní laserové spékání (SLS), který využívá laser ke spékání práškového materiálu, který se spojí dohromady a vytvoří pevný model.

Materiály, které nelze vytisknout na 3D tiskárně, jsou:

• Pravé dřevo, i když můžeme vytvořit hybrid PLA a dřevěných vláken.
• Tkaniny/látka
• Papír
• hornina - i když byste mohli roztavit vulkanický materiál, jako je absalt nebo ryolit.

Vlastně mě nenapadlo mnoho materiálů, které by se nedaly vytisknout na 3D tiskárně, většina materiálů se dá opravdu nějakým způsobem zpracovat!

Možná by bylo o něco jednodušší podívat se na druhou stranu této otázky a získat více znalostí o materiálech v oblasti 3D tisku.

Z jakých materiálů lze 3D tisknout?

Dobře, takže víte, které materiály nelze vytisknout na 3D tiskárně, ale co materiály, které lze vytisknout na 3D tiskárně?

• PLA
• ABS
• Kovy (titan, nerezová ocel, kobalt-chrom, slitina niklu atd.)
• Polykarbonát (velmi silné vlákno)
• Potraviny
• Beton (3D tištěné domy)
• TPU (pružný materiál)
• Grafit
• Biomateriály (živé buňky)
• Akryl
• Elektronika (desky s plošnými spoji)
• PETG
• Keramické
• Zlato (možné, ale tato metoda by byla poměrně neefektivní)
• Silver
• Nylon
• Sklo
• PEEK
• Uhlíková vlákna
• PLA s dřevěnou výplní (může obsahovat přibližně 30 % dřevěných částic a 70 % PLA)
• PLA s měděnou výplní ("80% obsah mědi")
• HIPS a mnoho dalších

Byli byste překvapeni, jak daleko se 3D tisk v posledních letech vyvinul, protože nejrůznější univerzity a inženýři vytvářejí nové metody 3D tisku různých typů objektů.

Dokonce i elektroniku lze vytisknout 3D tiskem, což by většina lidí nikdy nepovažovala za možné.

Ano, existují také skutečné bio-3D tiskárny, které lidé používají k tisku živých buněk. Jejich cena se může pohybovat od 10 000 do 200 000 dolarů a v podstatě využívají aditivní výrobu buněk a biokompatibilního materiálu k vytvoření živé struktury, která může napodobovat přirozené živé systémy.

Věci, jako je zlato a stříbro, lze pomocí 3D tisku vyrobit do podoby 3D objektů, ale ve skutečnosti se nejedná o 3D tisk. Vyrábí se procesem tisku voskových modelů, odlévání, tavení zlata nebo stříbra a následného lití roztaveného zlata nebo stříbra do odlitku.

Níže je skvělé video, které ukazuje, jak lze vytvořit stříbrný prsten s tygrem, od návrhu až po finální prsten.

Tento proces je opravdu specializovaný a vyžaduje vhodné nástroje a vybavení, ale nejlepší na něm je, jak detailní model vznikne a jak je vytvořen s významnou pomocí 3D tisku.

Přizpůsobení 3D tisku je na této technologii to nejlepší, protože si můžete snadno přizpůsobit vlastní předměty.

Jaké tvary nelze vytisknout na 3D tiskárně?

V praxi budete jen těžko hledat, jaké tvary nelze vytisknout na 3D tiskárně, protože existuje mnoho technik 3D tisku, které dokáží překonat omezení.

Myslím, že při pohledu na Mathematical Tag na Thingiverse najdete několik úžasně složitých tvarů a modelů.

Co třeba Puzzle Knots, které vytvořil SteedMaker na Thingiverse.

Nebo uzel Trefoil Knot, který vytvořil shockwave3d na Thingiverse.

Tvary, které FDM tiskne obtížně, lze obvykle tisknout pomocí SLA (vytvrzování pryskyřice laserovými paprsky) a naopak.

Běžné 3D tiskárny mohou mít s tiskem problémy:

• Tvary, které se málo dotýkají podložky, jako jsou koule.
• Modely, které mají velmi jemné okraje podobné peří.
• 3D výtisky s velkými přesahy nebo tisk ve vzduchu
• Velmi velké objekty
• Tvary s tenkými stěnami

Mnoho těchto potíží lze překonat pomocí různých metod asistovaného tisku, jako je použití podpůrných konstrukcí pro převisy, změna orientace tak, aby tenké části nebyly základem tisku, použití raftů a lemů jako pevného základu, a dokonce i rozdělení modelů na části.

Tvary s malým kontaktem s lůžkem

Ty tvary, které budou mít malou základnu a malý kontakt s lůžkem, nelze tisknout přímo jako jiné tvary. Důvodem je jednoduše to, že objekt vyskočí z lůžka ještě před dokončením tisku.

Proto nelze snadno vytvořit kulový objekt, protože kontakt s povrchem je příliš malý a těleso je příliš velké, takže se během procesu samo odstraní.

Takový tisk však můžete provádět pomocí raftu. Raft je síť z vláken, která jsou umístěna na stavební plošině, na níž se tiskne první vrstva modelu.

Jemné okraje jako pírko

3D tisk velmi tenkých prvků, jako je pero nebo ostří nože, je při 3D tisku téměř nemožný kvůli orientaci, přesnosti XYZ a obecnému způsobu vytlačování.

To by bylo možné provést pouze na extrémně přesných strojích o tloušťce několika mikronů, a ani pak nebude možné dosáhnout skutečně tak tenkých okrajů, jak byste si možná přáli. Technologie musí nejprve zvýšit své rozlišení prošla požadovanou tenkostí, kterou chcete tisknout.

Tisky s velkými přesahy nebo tisk ve středu vzduchu

Objekty s velkými převislými částmi je náročné vytisknout a někdy to ani není možné.

Tento problém je jednoduchý: pokud jsou tištěné tvary zavěšeny příliš daleko od předchozí vrstvy a jejich velikost je velká, odlomí se dříve, než se vrstva správně zformuje na místě.

Většina lidí by si myslela, že nelze tisknout na nic, protože je potřeba nějaký základ, ale když si 3D tiskárnu spolu s nastavením opravdu vyladíte, může se vám zde hodit fenomén zvaný přemostění.

Cura nabízí určitou pomoc pro zlepšení našich převisů pomocí možnosti "Povolit nastavení mostu".

Přemostění lze výrazně zlepšit správným nastavením spolu s kanálem Petsfang, jak můžete vidět na videu níže.

Podařilo se mu poměrně úspěšně vytisknout 3D převis dlouhý 300 mm, což je velmi působivé! Změnil rychlost tisku na 100 mm/s a 70 mm/s pro výplň, ale jen proto, že by tisk trval dlouho, takže jsou velmi pravděpodobné ještě lepší výsledky.

Naštěstí můžeme pod tyto velké převisy vyrobit také podpěrné věže, které je udrží a umožní jim udržet tvar.

Velmi velké 3D výtisky

Většina 3D tiskáren FDM má rozměry od 100 x 100 x 100 mm do 400 x 400 x 400 mm, takže najít 3D tiskárnu, která dokáže vytisknout velké objekty najednou, bude obtížné.

Největší 3D tiskárna FDM, kterou jsem našel, je Modix Big-180X, která má obrovský objem 1800 x 600 x 600 mm a váží 160 kg!

Není to stroj, u kterého byste mohli očekávat, že k němu budete mít přístup, takže zatím musíme zůstat u našich menších strojů.

Ne vše je špatné, protože máme možnost rozdělit modely na menší části, ty vytisknout samostatně a poté je spojit dohromady pomocí lepicí hmoty, jako je superlepidlo nebo epoxid.