3D-printimine on mitmekülgne, kuid inimesed ei tea, kas 3D-printerid trükivad ainult plasti. Selles artiklis uuritakse, milliseid materjale 3D-printerid saavad kasutada.

Tarbijale mõeldud 3D-printerid kasutavad peamiselt plasti nagu PLA, ABS või PETG, mida nimetatakse termoplastideks, kuna need pehmenevad ja kõvenevad sõltuvalt temperatuurist. On palju muid materjale, mida saab 3D-printida erinevate 3D-printimise tehnoloogiate abil, näiteks SLS või DMLS metallide jaoks. 3D-printida saab isegi betooni ja vaha.

Selles artiklis on veel mõned kasulikud andmed 3D-printimisel kasutatavate materjalide kohta, nii et lugege edasi.

Mida kasutavad 3D-printerid tindina?

Kui olete kunagi mõelnud, mida 3D-printerid kasutavad tindiks, siis siin on lihtne vastus sellele. 3D-printerid kasutavad tindiks kolme põhilist tüüpi materjale, mis on nimelt;

• Termoplastid (filament)
• Vaik
• Pulbrid

Nende materjalide printimiseks kasutatakse eri tüüpi 3D-printereid ja me vaatame edaspidi kõiki neid materjale.

Termoplastid (filament)

Termoplastid on polümeeride liik, mis muutuvad teatud temperatuurini kuumutamisel painduvaks või vormitavaks ja jahutamisel kõvenevad.

Kui tegemist on 3D-printimisega, siis kasutatakse 3D-printerites 3D-objektide loomiseks "tinti" või materjali, mida kasutatakse filamentide või termoplastide puhul. Seda kasutatakse tehnoloogia nimega Fused Deposition Modeling ehk FDM 3D-printimine.

See on ilmselt kõige lihtsam 3D-printimise tüüp, kuna see ei nõua keerulist protsessi, vaid pigem vaid niidi kuumutamist.

Kõige populaarsem filament, mida enamik inimesi kasutab, on PLA ehk polümethape. Järgnevad kõige populaarsemad filamendid on ABS, PETG, TPU ja nailon.

Saate osta igasuguseid filamentide tüüpe, samuti erinevaid hübriide ja värve, nii et 3D-trükkimiseks sobivate termoplastide valik on tõesti lai.

Näiteks oleks see SainSmart Black ePA-CF süsinikkiuga täidetud nailonfilament Amazonist.

Mõnda filamenti on raskem printida kui teisi ja neil on väga erinevad omadused, mida saate valida vastavalt oma projektile.

3D-printimine termoplastiliste filamentidega hõlmab materjali mehaaniliselt ekstruuderi abil läbi toru, mis seejärel suunatakse kuumutuskambrisse, mida nimetatakse hotendiks.

Kuumutusotsik kuumutatakse temperatuurini, mille juures niit pehmeneb ja mida saab läbi väikese, tavaliselt 0,4 mm läbimõõduga düüsis oleva augu ekstrudeerida.

Teie 3D-printer töötab G-koodifailiks kutsutud juhiste alusel, mis ütleb 3D-printerile täpselt, millisel temperatuuril ta peab olema, kuhu printimispead liigutada, millisel tasemel jahutusventilaatorid peaksid olema ja kõik muud juhised, mis panevad 3D-printeri asju tegema.

G-koodi failid luuakse STL-faili töötlemise teel, mida saab hõlpsasti alla laadida veebisaidilt nagu Thingiverse. Töötlustarkvara nimetatakse sliceriks, kõige populaarsem FDM-trükkimise jaoks on Cura.

Siin on lühike video, mis näitab 3D-filamentide printimise protsessi algusest lõpuni.

Ma tegelikult kirjutasin täieliku postituse nimega Ultimate 3D Printing Filament & Materials Guide, mis võtab teid läbi mitut tüüpi filamentide ja 3D printimise materjalide.

Vaik

Järgmine 3D-printerites kasutatav "tint" on materjal, mida nimetatakse fotopolümeervaiguks, mis on valguse suhtes tundlik ja teatud UV-valguse lainepikkusega (405 nm) kokkupuutel tahkestub.

Need vaigud erinevad epoksüvaikudest, mida tavaliselt kasutatakse harrastuslike käsitööde ja sarnaste projektide puhul.

3D-printimise vaiku kasutatakse 3D-printimise tehnoloogias, mida nimetatakse SLA ehk stereolithograafiaks. See meetod pakub kasutajatele palju suuremat detailsust ja eraldusvõimet, kuna iga kiht on moodustatud.

Tavalised 3D-printimise vaigud on standardne vaik, kiire vaik, ABS-taoline vaik, paindlik vaik, veega pestav vaik ja vastupidav vaik.

Kirjutasin põhjalikuma postituse teemal Milliseid vaigutüüpe on 3D printimiseks? Parimad kaubamärgid ja tüübid, nii et vaadake julgelt, et saada rohkem üksikasju.

SLA 3D-printerite tööprotsess on järgmine:

• Kui 3D-printer on kokku pandud, valate vaigu vaiguvanni - mahutisse, mis hoiab vaiku LCD-ekraani kohal.
• Ehitusplaat laskub vaiguvanni ja loob ühenduse vaiguvannis oleva kilekihiga.
• Loodav 3D-trükifail saadab juhised konkreetse pildi valgustamiseks, mis loob kihi
• See valguskiht kõvendab vaiku.
• Seejärel tõuseb ehitusplaat üles ja tekitab imemisrõhu, mis koorib loodud kihi vaiguvanni kilest maha ja kleebib ehitusplaadi külge.
• See jätkab iga kihi loomist valguskujutisega, kuni 3D-objekt on loodud.

Põhimõtteliselt luuakse SLA 3D-trükised tagurpidi.

SLA 3D-printerid suudavad luua hämmastavaid detaile, kuna nende eraldusvõime on kuni 0,01 mm ehk 10 mikronit, kuid standardne eraldusvõime on tavaliselt 0,05 mm ehk 50 mikronit.

FDM 3D-printerite standardlahutus on tavaliselt 0,2 mm, kuid mõned kõrgekvaliteedilised masinad võivad ulatuda 0,05 mm-ni.

Vaigu puhul on ohutus oluline, sest see on nahaga kokku puutudes mürgine. Vaigu käsitsemisel peaksite kasutama nitriilkindaid, et vältida nahakontakti.

Vaigu 3D-printimine on pikem protsess, mis tuleneb vajalikust järeltöötlusest. Tuleb pesta välja kõvenemata vaik maha, puhastada kandjad, mis on vajalikud vaigumudelite 3D-printimiseks, seejärel kõvendada osa välise UV-valgusega, et 3D-printitud objekt kõvaks muuta.

Pulbrid

Vähem levinud, kuid kasvav 3D-trükkimise valdkond on pulbrite kasutamine "tindina".

3D-printimisel kasutatavad pulbrid võivad olla polümeerid või isegi metallid, mis on peeneks peeneks peeneks peeneks peeneks. Kasutatava metallipulbri omadused ja printimisprotsess määravad printimise tulemuse.

3D-printimisel saab kasutada mitut tüüpi pulbreid, näiteks nailon, roostevaba teras, alumiinium, raud, titaan, koobaltkroom ja paljud teised.

Veebisait nimega Inoxia müüb palju erinevaid metallipulbreid.

On ka erinevaid tehnikaid, mida saab kasutada 3D-printimisel pulbriga, nagu SLS (Selective Laser Sintering), EBM (Electron Beam Melting), Binder Jetting & BPE (Bound Powder Extrusion).

Kõige populaarsem on paagutamistehnika, mida tuntakse kui selektiivset laserpaagutamist (SLS).

Selektiivse lasersintreerimise protsess toimub järgmiselt:

• Pulbri mahuti on täidetud termoplastilise pulbriga, tavaliselt nailonist (ümmargused ja siledad osakesed).
• Pulbri laialilaotur (tera või rull) jaotab pulbri laiali, et luua ehitusplatvormile õhuke ja ühtlane kiht.
• Laser kuumutab valikuliselt ehituspiirkonna osi, et sulatada pulber kindlal viisil.
• Ehitusplaat liigub iga kihiga allapoole, kus pulber levib uuesti laseriga paagutamiseks.
• Seda protsessi korratakse, kuni teie osa on valmis
• Teie lõplik väljatrükk on ümbritsetud nailonist pulbriga kaetud kestaga, mida saab eemaldada harjaga.
• Seejärel saate kasutada spetsiaalset süsteemi, mis kasutab midagi sellist nagu suure võimsusega õhk, et puhastada ülejäänud osa ära

Siin on kiire video sellest, kuidas SLS-protsess välja näeb.

Protsessi käigus toimub pulbri paagutamine, et moodustada tahkeid osi, mis on sulamistemperatuurist poorsemad. See tähendab, et pulbriosakesi kuumutatakse nii, et pinnad keevitatakse kokku. Üks eelis on see, et sellega saab kombineerida materjale plastidega, et toota 3D-trükke.

Saate 3D printida metallipulbritega, kasutades selliseid tehnoloogiaid nagu DMLS, SLM ja EBM.

Kas 3D-printerid võivad printida ainult plasti?

Kuigi plast on kõige levinum materjal, mida 3D-printimisel kasutatakse, võivad 3D-printerid printida ka muid materjale peale plasti.

Muud materjalid, mida saab kasutada 3D-printimisel, on järgmised:

• Vaik
• Pulber (polümeerid & amplituudid; metallid)
• Grafiit
• Süsinikkiud
• Titaan
• Alumiinium
• Hõbe ja kuld
• Šokolaad
• Tüvirakud
• Raud
• Puit
• Vaha
• Betoon

FDM-printerite puhul saab ainult mõnda neist materjalidest kuumutada ja pehmendada, mitte põletada, nii et seda saab kuumutuskohast välja suruda. On palju 3D-printimise tehnoloogiaid, mis laiendavad inimeste loodavate materjalide võimalusi.

Peamine neist on SLS-3D-printerid, mis kasutavad 3D-trükiste valmistamiseks pulbrit koos lasersünteerimistehnikaga.

Vaigu 3D-printereid kasutatakse tavaliselt ka kodus ja kaubanduslikel eesmärkidel. See hõlmab fotopolümerisatsiooni protsessi, et tahkestada vedelat vaiku UV-valguse abil, mis seejärel läbib järeltöötluse kvaliteetse viimistluse saavutamiseks.

3D-printerid ei saa printida mitte ainult plasti, vaid ka muid materjale, sõltuvalt sellest, millist 3D-printerit kasutatakse. Kui soovite printida mõnda muud eespool loetletud materjali, peaksite hankima vastava 3D-printimise tehnoloogia, et printida.

Kas 3D-printerid saavad printida mis tahes materjali?

Materjalid, mida saab pehmendada ja läbi pihusti ekstrudeerida, või pulbrilised metallid saab kokku siduda, et moodustada objekt. Kui materjali saab kihiliselt või üksteise peale laduda, saab seda 3D-prindida, kuid paljud objektid ei vasta nendele omadustele. Betooni saab 3D-prindida, kuna see algab pehmelt.

3D-trükitud majad on valmistatud betoonist, mis segatakse kokku ja pressitakse läbi väga suure düüsi ning mis mõne aja pärast kõveneb.

Aja jooksul on 3D-printimine toonud kasutusele palju uusi materjale, nagu betoon, vaha, šokolaad ja isegi bioloogilised ained, nagu tüvirakud.

Selline näeb välja 3D-trükitud maja.

Kas raha saab 3D-printida?

Ei, raha ei saa 3D-printida 3D-printimise tootmisprotsessi tõttu, samuti raha sisseehitatud märgistuse tõttu, mis teeb selle võltsimisvastaseks. 3D-printerid loovad peamiselt plastist objekte, kasutades selliseid materjale nagu PLA või ABS, ja kindlasti ei saa 3D-printida paberit. On võimalik 3D-printida metallist münte.

Raha on valmistatud paljude märgistuste ja sisseehitatud niitidega, mida 3D-printer ei pruugi olla võimeline täpselt reprodutseerima. Isegi kui 3D-printer suudab toota raha sarnast, ei saa väljatrükke kasutada rahana, sest neil ei ole neid unikaalseid omadusi, mis moodustavad rahatähe.

Raha on trükitud paberile ja enamik 3D-trükke on trükitud plastist või tahkestatud vaigust. Need materjalid ei saa toimida nii nagu paber ja neid ei saa käsitleda samamoodi nagu raha.

Uuringud näitavad, et enamiku maailma riikide tänapäevases vääringus on sisse ehitatud vähemalt 6 erinevat tehnoloogiat. Ükski 3D-printer ei suuda toetada rohkem kui ühte või kahte neist meetoditest, mis on vajalikud rahatähe täpseks trükkimiseks.

Enamik riike, eriti USA, valmistab pangatähti, mis sisaldavad uusimaid kõrgtehnoloogilisi võltsimisvastaseid omadusi, mis teevad nende trükkimise 3D-printeriga raskeks. See saab olla võimalik ainult siis, kui 3D-printeril on asjaomase pangatähe trükkimiseks vajalik tehnoloogia.

3D-printer võib ainult proovida printida raha välimuse ja tal ei ole õiget tehnoloogiat ega materjale raha printimiseks.

Paljud inimesed valmistavad rekvisiitmünte, kasutades plastmaterjali, näiteks PLA, ja värvivad selle seejärel metallivärviga.

Teised mainivad tehnikat, mille puhul saab luua 3D-vormi ja kasutada väärismetallist savi. Te vajutaksite savi vormi ja põletaksite selle seejärel metalliks.

Siin on YouTuber, kes lõi D&D mündi, millel on mõlemas otsas "Jah" & "Ei". Ta tegi CAD tarkvaras lihtsa disaini, seejärel lõi skripti, kus 3D-prinditud münt peatub, et ta saaks sisestada seina sisse, et seda raskemaks teha, seejärel lõpetab ülejäänud mündi.

Siin on näide Thingiverse'ist pärit 3D-prinditud Bitcoini failist, mille saate alla laadida ja ise 3D-prindida.