3D-printimine on hämmastav tehnoloogia, millel on tohutu tähtsus paljudes tööstusharudes, peamiselt tänu selle võimele printida tugevaid materjale ebatavalistel kujudel. Mõned tehnoloogiad ei suuda veel isegi mõningaid kujundeid toota, mida 3D-printimine suudab probleemideta.

Seega tekib küsimus, milliseid materjale ei saa 3D-printida?

Selliseid materjale nagu puit, kangas, paber ja kivid ei saa 3D-printida, sest need põleksid enne, kui neid saab sulatada ja läbi düüsi pressida.

Selles artiklis vastatakse mõnele levinud küsimusele 3D-printimise võimaluste ja piirangute kohta, mis puudutab materjale, mida saab ja mida ei saa printida, ning samuti kujundeid.

Milliseid materjale ei saa 3D-printida?

Peamine vastus siinkohal on see, et te ei saa printida materjalidega, mida ei saa sulatada, poolvedelasse olekusse, mida saab ekstrudeerida. Kui te vaatate, kuidas FDM 3D-printerid töötavad, siis nad sulatavad termoplastilisi materjale spiraalist, kusjuures tolerantsid on tihedad ±0,05 ja madalamad.

Materjalid, mis kõrgel temperatuuril pigem põlevad kui sulavad, on raske läbi düüsi pressida.

Niikaua kui te suudate rahuldada poolvedeliku oleku ja tolerantsid, peaksite olema võimelised seda materjali 3D-trükkimiseks. Paljud materjalid ei vasta nendele omadustele.

Teisest küljest saame kasutada metallide pulbreid ka protsessis nimega Selective Laser Sintering (SLS), mille puhul kasutatakse laserit pulbrilise materjali paagutamiseks ja ühendamiseks, et luua tahke mudel.

Materjalid, mida ei saa 3D-printida, on järgmised:

• Ehtne puit, kuigi me saame luua PLA ja puidumaterjali hübriidi.
• Riie/kangas
• Paber
• Kivi - kuigi sa võid sulatada vulkaanilist materjali, nagu absalt või rioliit.

Ma tegelikult ei osanud välja tuua paljusid materjale, mida ei saa 3D-printida, enamikku materjale saab tõesti ühel või teisel moel tööle panna!

Võib-olla on veidi lihtsam vaadata selle küsimuse teise poole, et saada rohkem teadmisi 3D-printimise valdkonna materjalide kohta.

Milliseid materjale saab 3D-printida?

Okei, te teate, milliseid materjale ei saa 3D-printida, aga kuidas on lood materjalidega, mida saab 3D-printida?

• PLA
• ABS
• Metallid (titaan, roostevaba teras, koobaltkroom, niklisulam jne).
• Polükarbonaat (väga tugev filament)
• Toiduained
• Betoon (3D-prinditud majad)
• TPU (paindlik materjal)
• Grafiit
• Biomaterjalid (elusrakud)
• Akrüül
• Elektroonika (trükkplaadid)
• PETG
• Keraamilised
• Kuld (võimalik, kuid see meetod oleks üsna ebatõhus)
• Silver
• Nailon
• Klaas
• PEEK
• Süsinikkiud
• Puidutäidisega PLA (võib sisaldada umbes 30% puiduosakesi, 70% PLA)
• Vasktäidis PLA ("80% vasesisaldus")
• HIPS ja palju muud

Oleksite üllatunud, kui kaugele on 3D-printimine viimastel aastatel arenenud, sest kõikvõimalikud ülikoolid ja insenerid on loonud uusi meetodeid eri tüüpi objektide 3D-trükkimiseks.

Isegi elektroonikat saab 3D-printida, mida enamik inimesi ei oleks kunagi uskunud, et see on võimalik.

Jah, on olemas ka tegelikud bio-3D-printerid, mida inimesed kasutavad elusate rakkude printimiseks. Nende hind võib olla kuskil 10 000-200 000 dollarit ja põhimõtteliselt kasutatakse rakkude ja bioloogiliselt sobiva materjali aditiivset tootmist, et luua elusat struktuuri, mis võib jäljendada looduslikke elavaid süsteeme.

Selliseid asju nagu kuld ja hõbe saab 3D-printimise abil teha 3D-objektideks, kuid mitte tegelikult 3D-printida. Seda tehakse vahamudelite printimise, valamise, kulla või hõbeda sulatamise ja seejärel selle sulatatud kulla või hõbeda valamise teel.

Allpool on lahe video, mis näitab, kuidas saab luua hõbedast tiigrisõrmuse, alates disainist kuni lõpliku sõrmuseni.

See protsess on tõesti eriline ja nõuab selle toimimiseks õigeid tööriistu ja seadmeid, kuid parim asi selle juures on see, kui üksikasjalikuks mudel osutub ja kuidas see on loodud 3D-printimise märkimisväärse abiga.

3D-printimise kohandamine on selle tehnoloogia parim osa, sest sellega saab oma esemeid hõlpsasti isikupärastada.

Milliseid kujundeid ei saa 3D-printida?

Praktiliselt võttes on teil raske leida, milliseid kujundeid ei saa 3D-printida, sest on palju 3D-printimise tehnikaid, millega saab piiranguid ületada.

Ma arvan, et te leiate mitu hämmastavalt keerulist kuju ja mudelit, kui vaatate Thingiverse'i matemaatilist sildi.

Kuidas on loodetud SteedMaker'i poolt Thingiverse'ile loodud Puzzle Knots.

Või Trefoil Knot, mille on loonud shockwave3d Thingiverse'is.

Kujusid, mille trükkimisega FDM-meetodil on probleeme, saab tavaliselt teha SLA-trükiga (vaigu kõvastamine laserkiirega) ja vastupidi.

Tavalistel 3D-printeritel võib olla probleeme printimisega:

• Kujundid, mis puutuvad vähe kokku voodiga, näiteks kerad.
• Mudelid, millel on väga peened, sulega sarnased servad.
• Suurte üleulatuvate või õhust väljaprinditavate 3D-trükiste printimine
• Väga suured objektid
• Õhukeste seintega kujud

Paljud neist probleemidest on võimalik ületada erinevate abistatud printimismeetodite abil, näiteks kasutades tugikonstruktsioone üleulatuvate osade jaoks, muutes orientatsiooni nii, et õhukesed osad ei oleks printimise alus, kasutades parve ja ääriseid kindla alusena ning isegi jagades mudelid tükkideks.

Kujundid, millel on vähe kokkupuuteid voodiga

Neid kujundeid, millel on väike alus ja väike kokkupuude alusega, ei saa otse 3D-printida, nagu teisi kujundeid 3D-printitakse. Põhjus on lihtsalt selles, et objekt pudeneb alusest maha juba enne printimise lõpetamist.

Seetõttu ei saa kerakujulisi objekte lihtsalt luua, sest kokkupuude pinnaga on liiga väike ja keha on liiga suur, et see eemaldub protsessi käigus ise.

Kuid sellist printimist saab teha parve abil. Parv on filamentide võrgustik, mis asetatakse ehitusplatvormile, millele trükitakse mudeli esimene kiht.

Peened, sulgedega sarnased servad

Väga õhukeste detailide, nagu sule või noaserva 3D-printimine on 3D-printimise puhul peaaegu võimatu, kuna see on seotud orientatsiooni, XYZ-täpsuse ja üldise ekstrusioonimeetodiga.

Seda saaks teha ainult väga täpsetel, mõne mikroni täpsusega masinatel ja isegi siis ei saa servi tõesti nii õhukeseks, kui te tahaksite. Tehnoloogia peab kõigepealt suurendama oma eraldusvõimet, mis on läbinud soovitud õhukese, mida soovite printida.

Suurte üleulatuvate või õhust väljaprintidega trükised

Suurte üleulatuvate osadega objekte on keeruline printida ja mõnikord on see võimatu.

Probleem on lihtne: kui trükitavad kujundid ripuvad eelmisest kihist liiga kaugel ja nende suurus on suur, siis murduvad need ära enne, kui kiht saab korralikult paika vormitud.

Enamik inimesi arvab, et sa ei saa printida mitte millegi peale, sest peab olema mingi alus, kuid kui sa tõesti oma 3D-printerit koos seadistustega sisse seadistada, võib siinkohal tõesti kasuks tulla nähtus nimega sillutamine.

Cura pakub abi meie ülestõusude parandamiseks valikuga 'Enable Bridge Settings'.

Sildistamist saab õigete seadistustega koos Petsfang Ductiga oluliselt parandada, nagu näete allolevast videost.

Ta suutis suhteliselt edukalt 3D printida 300mm pikkuse üleulatuse, mis on väga muljetavaldav! Ta muutis printimiskiiruse 100mm/s ja 70mm/s täiteks, kuid ainult seetõttu, et printimine võtaks palju aega, nii et veelgi paremad tulemused on väga võimalikud.

Õnneks saame valmistada ka tugitornid nende suurte üleulatuvate tornide alla, et neid püsti hoida ja võimaldada neil oma kuju säilitada.

Väga suured 3D-prindidendid

Enamik FDM 3D-printereid on vahemikus 100 x 100 x 100 mm kuni 400 x 400 x 400 mm, seega on raske leida 3D-printerit, mis suudab korraga printida suuri objekte.

Suurim FDM 3D-printer, mille ma leidsin, on Modix Big-180X, millel on tohutu ehitusmaht 1800 x 600 x 600mm ja mis kaalub 160kg!

See ei ole masin, millele te võite eeldatavasti juurdepääsu saada, nii et seni peame jääma oma väiksemate masinate juurde.

Kõik ei ole halb, sest meil on võimalus jagada mudelid väiksemateks osadeks, printida need eraldi ja seejärel ühendada need kokku liimiga, näiteks superliimi või epoksiga.