3D-printning er alsidig, men folk undrer sig over, at 3D-printere kun printer plastik. Denne artikel undersøger, hvilke materialer 3D-printere kan bruge.

Forbruger-3D-printere bruger hovedsageligt plastik som PLA, ABS eller PETG, der er kendt som termoplast, da de blødgør og hærder afhængigt af temperaturen. Der er mange andre materialer, du kan 3D-printe med forskellige 3D-printteknologier som SLS eller DMLS til metaller. Du kan endda 3D-printe beton og voks.

Der er flere nyttige oplysninger i denne artikel om de materialer, der bruges til 3D-printning, så læs videre for at få mere at vide.

Hvad bruger 3D-printere til blæk?

Hvis du nogensinde har undret dig over, hvad 3D-printere bruger til blæk, er her det enkle svar på det. 3D-printere bruger tre grundlæggende typer materialer til blæk, nemlig;

• Termoplast (filament)
• Harpiks
• Pulver

Disse materialer bruger forskellige typer 3D-printere til at udskrive, og vi vil se nærmere på hvert af disse materialer, mens vi fortsætter.

Termoplast (filament)

Termoplast er en type polymer, der bliver bøjelig eller formbar, når den opvarmes til en bestemt temperatur og hærder, når den afkøles.

Når det drejer sig om 3D-printning, er filamenter eller termoplast det, som 3D-printere bruger som "blæk" eller materiale til at skabe 3D-objekter. Det bruges med en teknologi kaldet Fused Deposition Modeling eller FDM 3D-printning.

Det er nok den enkleste form for 3D-printning, da det ikke kræver en kompleks proces, men blot opvarmning af filament.

Det mest populære filament, som de fleste bruger, er PLA eller polymælkesyre. De næstmest populære filamenter er ABS, PETG, TPU og nylon.

Du kan få alle mulige typer filamenttyper samt forskellige hybrider og farver, så der er virkelig et bredt udvalg af termoplast, du kan 3D-printe med.

Et eksempel kunne være denne SainSmart Black ePA-CF Carbon Fiber Filled Nylon Filament fra Amazon.

Nogle filamenter er sværere at printe end andre og har meget forskellige egenskaber, som du kan vælge alt efter dit projekt.

3D-printning med termoplastiske filamenter indebærer, at materialet føres mekanisk gennem et rør med en ekstruder, som derefter føres ind i et varmekammer kaldet hotend.

Hotend'en opvarmes til en temperatur, hvor filamentet bliver blødt og kan ekstruderes gennem et lille hul i en dyse, normalt 0,4 mm i diameter.

Din 3D-printer arbejder med instruktioner kaldet en G-kode-fil, der fortæller 3D-printeren præcis, hvilken temperatur den skal have, hvor printhovedet skal bevæge sig hen, hvilket niveau køleblæserne skal være på, og alle andre instruktioner, der får 3D-printeren til at gøre ting.

G-Code-filer oprettes ved at behandle en STL-fil, som du nemt kan downloade fra et websted som Thingiverse. Behandlingssoftwaren kaldes en slicer, og den mest populære til FDM-printning er Cura.

Her er en kort video, der viser 3D-printprocessen med filamenter fra start til slut.

Jeg har faktisk skrevet et helt indlæg med titlen Ultimate 3D Printing Filament & Materials Guide, som gennemgår flere typer filamenter og 3D-printmaterialer.

Harpiks

Det næste sæt "blæk", som 3D-printere bruger, er et materiale kaldet fotopolymerharpiks, som er en termohærdet væske, der er lysfølsom og størkner, når den udsættes for visse UV-lysbølgelængder (405 nm).

Disse harpikser er forskellige fra epoxyharpikser, som normalt bruges til hobbyhåndværk og lignende projekter.

3D-trykkerharpikser anvendes i en 3D-trykteknologi kaldet SLA eller stereolitografi. Denne metode giver brugerne en meget højere detaljeringsgrad og opløsning på grund af den måde, hvorpå hvert lag dannes.

Almindelige 3D-trykkerharpikser er standardharpiks, hurtig harpiks, ABSlignende harpiks, fleksibel harpiks, vandafvaskbar harpiks og hårdfør harpiks.

Jeg har skrevet et mere dybdegående indlæg om Hvilke typer harpiks er der til 3D-printing? Bedste mærker & Typer, så du er velkommen til at tjekke det ud for flere detaljer.

Her er processen for, hvordan SLA 3D-printere fungerer:

• Når 3D-printeren er samlet, hælder du harpiksen i harpikstønden - en beholder, der indeholder din harpiks over LCD-skærmen.
• Opbygningspladen sænkes ned i harpiksetanken og skaber en forbindelse med laget af film i harpiksetanken
• Den 3D-printfil, du opretter, sender instruktioner til at oplyse et specifikt billede, der vil skabe laget
• Dette lag af lys hærder harpiksen
• Byggepladen hæves derefter op og skaber et sugetryk, som skræller det dannede lag af harpikstankens film af og klæber til byggepladen.
• Den fortsætter med at skabe hvert lag ved at eksponere et lysbillede, indtil 3D-objektet er skabt.

SLA 3D-udskrifter oprettes i princippet på hovedet.

SLA 3D-printere kan skabe fantastiske detaljer, da de kan have opløsninger på op til 0,01 mm eller 10 mikron, men standardopløsningen er normalt 0,05 mm eller 50 mikron.

FDM 3D-printere har normalt en standardopløsning på 0,2 mm, men nogle højkvalitetsmaskiner kan nå op på 0,05 mm.

Sikkerhed er vigtig, når det drejer sig om harpiks, fordi det er giftigt, når det kommer i kontakt med huden. Du bør bruge nitrilhandsker, når du håndterer harpiks, for at undgå hudkontakt.

3D-printning af harpiks har en længere proces på grund af den nødvendige efterbehandling. Du skal vaske den uhærdede harpiks af, rense de understøtninger, der er nødvendige for at 3D-printe harpiks-modeller, og derefter hærde delen med et eksternt UV-lys for at hærde det 3D-printede objekt.

Pulver

En mindre almindelig, men voksende industri inden for 3D-printning er at bruge pulvere som "blæk".

Pulver, der anvendes til 3D-printning, kan være polymerer eller endda metaller, der reduceres til fine partikler. Kvaliteten af det anvendte metalpulver og printprocessen er afgørende for resultatet af printet.

Der findes flere typer pulver, der kan bruges til 3D-printing, f.eks. nylon, rustfrit stål, aluminium, jern, titanium, koboltkrom og mange andre.

Et websted kaldet Inoxia sælger mange typer metalpulver.

Der findes også forskellige teknikker, der kan anvendes til 3D-printning med pulver, f.eks. SLS (Selective Laser Sintering), EBM (Electron Beam Melting), Binder Jetting & BPE (Bound Powder Extrusion).

Den mest populære er sintringsteknikken kaldet selektiv lasersintring (SLS).

Selektiv lasersintring foregår på følgende måde:

• Pulverbeholderen er fyldt med et termoplastisk pulver, typisk nylon (runde og glatte partikler).
• En pulverspreder (en klinge eller rulle) spreder pulveret ud for at skabe et tyndt og ensartet lag på byggeplatformen
• Laseren opvarmer selektivt dele af byggeområdet for at smelte pulveret på en bestemt måde
• Byggepladen bevæger sig nedad med hvert lag, hvor pulveret spredes ud igen til endnu en sintring fra laseren
• Denne proces gentages, indtil din del er færdig
• Dit endelige print vil være indkapslet i en nylon-pudderet skal, som kan fjernes med en børste
• Du kan derefter bruge et særligt system, der bruger noget som højtryksluft til at rense resten af det af

Her er en kort video om, hvordan SLS-processen ser ud.

Processen foregår ved at sintre pulveret for at danne faste dele, der er mere porøse end smeltepunktet. Det betyder, at pulverpartiklerne opvarmes, så overfladerne svejses sammen. En af fordelene er, at man kan kombinere materialer med plast for at fremstille 3D-udskrifter.

Du kan 3D-printe med metalpulver ved hjælp af teknologier som DMLS, SLM & EBM.

Kan 3D-printere kun udskrive plastik?

Selv om plast er det mest almindelige materiale, der bruges til 3D-printning, kan 3D-printere printe andre materialer end plast.

Andre materialer, der kan anvendes til 3D-printning, omfatter:

• Harpiks
• Pulver (polymerer & metaller)
• Grafit
• Kulfiber
• Titanium
• Aluminium
• Sølv og guld
• Chokolade
• Stamceller
• Jern
• Træ
• Voks
• Beton

For FDM-printere er det kun nogle af disse materialer, der kan opvarmes og blødgøres i stedet for at blive brændt, så de kan skubbes ud af en hotend. Der findes mange 3D-printteknologier, der udvider materialemulighederne for det, folk kan skabe.

Den vigtigste er SLS 3D-printere, som anvender pulver med lasersintringsteknik til at lave 3D-print.

3D-printere med harpiks bruges også ofte til private og kommercielle formål. Dette indebærer brug af fotopolymeriseringsprocessen til at størkne flydende harpiks med UV-lys, som derefter gennemgår efterbehandling for at opnå en finish af høj kvalitet.

3D-printere kan ikke kun udskrive plastik, men kan også udskrive andre materialer afhængigt af den pågældende type 3D-printer. Hvis du ønsker at udskrive et af de andre materialer, der er nævnt ovenfor, skal du anskaffe dig den relevante 3D-printteknologi til at udskrive.

Kan 3D-printere udskrive alle materialer?

Materialer, der kan blødgøres og ekstruderes gennem en dyse, eller pulveriserede metaller kan bindes sammen til et objekt. Så længe materialet kan lægges i lag eller stables oven på hinanden, kan det 3D-printes, men mange objekter opfylder ikke disse krav. Beton kan 3D-printes, da det starter blødt.

3D-printede huse er lavet af beton, der blandes og ekstruderes gennem en meget stor dyse og hærder efter et stykke tid.

Med tiden har 3D-printning introduceret mange nye materialer som beton, voks, chokolade og endda biologisk materiale som stamceller.

Sådan ser et 3D-printet hus ud.

Kan man 3D-printe penge?

Nej, du kan ikke 3D-printe penge på grund af fremstillingsprocessen for 3D-printing og de indlejrede markeringer på penge, der gør dem forfalskningssikre. 3D-printere fremstiller hovedsageligt plastikobjekter ved hjælp af materialer som PLA eller ABS, og de kan bestemt ikke 3D-printe papir. Det er muligt at 3D-printe mønter af rekvisitmetal.

Penge er lavet med en masse markeringer og indlejrede tråde, som en 3D-printer muligvis ikke kan gengive nøjagtigt. Selv hvis en 3D-printer kan fremstille noget, der ligner penge, kan udskrifterne ikke bruges som penge, da de ikke har de unikke egenskaber, der kendetegner en pengeseddel.

Penge er trykt på papir, og de fleste 3D-udskrifter er trykt i plastik eller størknet harpiks. Disse materialer kan ikke fungere på samme måde som papir og kan ikke håndteres på samme måde som penge.

Undersøgelser viser, at den moderne valuta i de fleste lande i verden har mindst 6 forskellige teknologier indbygget i sig. Ingen 3D-printer vil kunne understøtte mere end en eller to af disse metoder, der er nødvendige for at udskrive sedlen korrekt.

De fleste lande, især USA, fremstiller sedler, der indeholder de nyeste avancerede teknologiske anti-falskmøntnerifunktioner, hvilket vil gøre det vanskeligt for en 3D-printer at udskrive dem. Dette kan kun være muligt, hvis 3D-printeren har den nødvendige teknologi til at udskrive den pågældende seddel.

En 3D-printer kan kun forsøge at udskrive en kopi af penge og har ikke den rette teknologi eller de rette materialer til at udskrive penge.

Mange mennesker fremstiller mønter med et plastmateriale som PLA og spraymaler dem med metallic maling.

Andre nævner en teknik, hvor man kan lave en 3D-form og bruge ædelmetaller. Man presser leret i en form og brænder det derefter til metal.

Her er en YouTuber, der har skabt en D&D-mønt, der har "Ja" & "Nej" i hver ende. Han lavede et simpelt design i et CAD-program og skabte derefter et script, hvor den 3D-printede mønt holder en pause, så han kunne indsætte en skive indeni for at gøre den tungere, hvorefter han færdiggør resten af mønten.

Her er et eksempel på en 3D-printet Bitcoin-fil fra Thingiverse, som du kan downloade og selv 3D-printe.