3D drukāšana ir daudzpusīga, taču cilvēki brīnās, vai 3D printeri drukā tikai plastmasu. Šajā rakstā aplūkosim, kādus materiālus var izmantot 3D printeri.

Plaša patēriņa 3D printeri galvenokārt izmanto plastmasu, piemēram, PLA, ABS vai PETG, ko dēvē par termoplastiku, jo tie mīkstinās un sacietē atkarībā no temperatūras. Ir daudz citu materiālu, kurus var 3D drukāt, izmantojot dažādas 3D drukāšanas tehnoloģijas, piemēram, SLS vai DMLS metāliem. 3D drukāšanai var izmantot pat betonu un vasku.

Šajā rakstā ir vēl vairāk noderīgas informācijas par materiāliem, ko izmanto 3D drukāšanā, tāpēc turpiniet lasīt, lai uzzinātu vairāk.

Ko 3D printeri izmanto tintes iegūšanai?

Ja esat kādreiz aizdomājušies par to, ko 3D printeri izmanto tintes izgatavošanai, šeit ir vienkārša atbilde. 3D printeri tintes izgatavošanai izmanto trīs pamatmateriālu veidus, proti;

• Termoplastika (pavediens)
• Sveķi
• Pulveri

Šo materiālu drukāšanai tiek izmantoti dažāda veida 3D printeri, un mēs turpinājumā apskatīsim katru no šiem materiāliem.

Termoplastika (pavediens)

Termoplasti ir polimēru veids, kas, uzkarsējot līdz noteiktai temperatūrai, kļūst lokani vai formējami, bet, atdzesējot sacietē.

Runājot par 3D drukāšanu, 3D printeri izmanto pavedienus jeb termoplastmasu kā "tinti" jeb materiālu 3D objektu izveidei. To izmanto, izmantojot tehnoloģiju, ko sauc par kausētās nogulsnēšanas modelēšanu jeb FDM 3D drukāšanu.

Iespējams, ka tas ir visvienkāršākais 3D drukāšanas veids, jo tam nav nepieciešams sarežģīts process, bet gan tikai pavediena sildīšana.

Vispopulārākais pavediens, ko izmanto lielākā daļa cilvēku, ir PLA jeb polimolskābe. Nākamie populārākie pavedieni ir ABS, PETG, TPU un neilons.

Jūs varat iegādāties visdažādākos pavedienu veidus, kā arī dažādus hibrīdus un krāsas, tāpēc ir patiešām plašs termoplastisko materiālu klāsts, ar kuriem varat 3D drukāt.

Kā piemēru var minēt šo SainSmart Black ePA-CF Carbon Fiber Filled Nylon Filament no Amazon.

Dažus pavedienus ir grūtāk drukāt nekā citus, un tiem ir ļoti atšķirīgas īpašības, ko varat izvēlēties atbilstoši savam projektam.

3D drukāšana ar termoplastiskajiem pavedieniem ietver materiāla padevi caur caurulīti ar ekstrūdera palīdzību, kas pēc tam tiek ievadīta karsēšanas kamerā, ko sauc par karsto daļu.

Karstais gals tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kurā pavediens kļūst mīksts un to var izspiest caur nelielu caurumu sprauslā, kura diametrs parasti ir 0,4 mm.

3D printeris darbojas, izmantojot instrukcijas, ko sauc par G-koda failu, kas 3D printerim precīzi norāda, kādai jābūt temperatūrai, kur jāpārvieto drukas galviņa, kādā līmenī jābūt dzesēšanas ventilatoriem, kā arī visas citas instrukcijas, kas liek 3D printerim darboties.

G-koda faili tiek izveidoti, apstrādājot STL failu, ko var viegli lejupielādēt no tādas vietnes kā Thingiverse. Apstrādes programmatūru sauc par slicer, no kurām populārākā FDM drukāšanai ir Cura.

Šeit ir īss video, kurā parādīts 3D drukāšanas process no sākuma līdz beigām.

Es faktiski uzrakstīja pilnu amatu ar nosaukumu Ultimate 3D Printing Filament & amp; Materiāli Guide, kas ņem jūs cauri vairāku veidu filamentu un 3D drukāšanas materiāli.

Sveķi

Nākamais "tintes" komplekts, ko izmanto 3D printeri, ir materiāls, ko sauc par fotopolimēra sveķiem, kas ir termoreaktīvs šķidrums, kurš ir jutīgs pret gaismu un sacietē, kad tiek pakļauts noteiktam UV gaismas viļņu garumam (405 nm).

Šie sveķi atšķiras no epoksīdsveķiem, kurus parasti izmanto amatniecības un līdzīgos projektos.

3D drukāšanas sveķus izmanto 3D drukāšanas tehnoloģijā, ko sauc par SLA jeb stereolitogrāfiju. Šī metode nodrošina lietotājiem daudz augstāku detalizācijas un izšķirtspējas līmeni, pateicoties tam, kā tiek veidots katrs slānis.

Parastie 3D drukāšanas sveķi ir standarta sveķi, ātrdarbīgie sveķi, ABS līdzīgi sveķi, elastīgie sveķi, ūdenī mazgājamie sveķi un izturīgie sveķi.

Es uzrakstīju padziļinātu ziņu par to, kādi sveķu veidi ir paredzēti 3D drukāšanai? Labākie zīmoli un veidi, tāpēc, lai iegūtu sīkāku informāciju, varat to apskatīt.

Šeit ir aprakstīts, kā darbojas SLA 3D printeri:

• Kad 3D printeris ir samontēts, jūs ielejat sveķus sveķu tvertnē - traukā, kurā sveķi atrodas virs LCD ekrāna.
• Uzstādīšanas plate nolaižas sveķu tvertnē un izveido savienojumu ar plēves slāni sveķu tvertnē.
• Izveidotajā 3D drukāšanas failā tiks nosūtīti norādījumi, lai izgaismotu konkrētu attēlu, kas izveidos slāni.
• Šis gaismas slānis sacietina sveķus.
• Pēc tam veidošanas plate paceļas uz augšu un rada iesūkšanas spiedienu, kas noņem izveidoto slāni no sveķu tvertnes plēves un pielīp pie veidošanas plates.
• Tā turpinās veidot katru slāni, izstarojot gaismas attēlu, līdz tiks izveidots 3D objekts.

Būtībā SLA 3D izdrukas tiek veidotas otrādi.

SLA 3D printeri var radīt apbrīnojamas detaļas, jo to izšķirtspēja ir līdz 0,01 mm jeb 10 mikroniem, bet standarta izšķirtspēja parasti ir 0,05 mm jeb 50 mikroni.

FDM 3D printeru standarta izšķirtspēja parasti ir 0,2 mm, bet dažām augstas klases iekārtām var sasniegt 0,05 mm.

Lietojot sveķus, ir svarīga drošība, jo tie ir toksiski, ja nonāk saskarē ar ādu. Lai izvairītos no saskares ar ādu, strādājot ar sveķiem, jālieto nitrila cimdi.

Sveķu 3D drukāšanai ir ilgāks process, jo ir nepieciešama pēcapstrāde. Jums ir jānomazgā nesagatavotie sveķi, jānotīra balsti, kas nepieciešami, lai 3D drukātu sveķu modeļus, un pēc tam detaļa jāgatavina ar ārējo UV gaismu, lai 3D drukātais objekts sacietētu.

Pulveri

Mazāk izplatīta, bet augoša 3D drukāšanas nozare ir pulveru kā "tintes" izmantošana.

3D drukāšanā izmantotie pulveri var būt polimēri vai pat metāli, kas tiek reducēti līdz sīkām daļiņām. Izmantotā metāla pulvera īpašības un drukāšanas process nosaka drukas rezultātu.

3D drukāšanā var izmantot vairāku veidu pulverus, piemēram, neilonu, nerūsējošo tēraudu, alumīniju, dzelzi, titānu, kobaltu hromu un daudzus citus.

Tīmekļa vietnē Inoxia tiek pārdoti dažāda veida metāla pulveri.

3D drukāšanā ar pulveri var izmantot arī dažādas tehnikas, piemēram, SLS (selektīvā lāzera saķepināšana), EBM (elektronu kūstošais kūlis), saistvielu strūklas strūklu un BPE (saistītā pulvera ekstrūzija).

Vispopulārākais ir saķepināšanas paņēmiens, kas pazīstams kā selektīvā lāzera saķepināšana (SLS).

Selektīvās lāzera saķepināšanas procesu veic šādi:

• Pulvera rezervuārs ir piepildīts ar termoplastisku pulveri, parasti neilonu (apaļas un gludas daļiņas).
• Pulvera izkliedētājs (lāpstiņa vai rullītis) izkliedē pulveri, lai izveidotu plānu un vienmērīgu slāni uz veidošanas platformas.
• Lāzers selektīvi uzkarsē veidošanas zonas daļas, lai noteiktā veidā izkausētu pulveri.
• Ar katru slāni uzbūves plāksne pārvietojas uz leju, kur pulveris atkal tiek izkliedēts, lai lāzers to atkal saķepinātu.
• Šis process tiek atkārtots, līdz jūsu daļa ir pabeigta.
• Jūsu izdruka būs pārklāta ar neilona pulverveida apvalku, ko var noņemt ar otu.
• Pēc tam varat izmantot īpašu sistēmu, kas izmanto, piemēram, jaudīgu gaisu, lai notīrītu pārējo.

Šeit ir īss video par to, kā izskatās SLS process.

Process tiek veikts, pulveri saķepinot, lai veidotu cietas detaļas, kas ir porainākas nekā kušanas temperatūra. Tas nozīmē, ka pulvera daļiņas tiek karsētas tā, ka virsmas tiek metinātas kopā. Viena no šā procesa priekšrocībām ir tā, ka var apvienot materiālus ar plastmasu, lai iegūtu 3D izdrukas.

Jūs varat 3D drukāt ar metāla pulveriem, izmantojot tādas tehnoloģijas kā DMLS, SLM & amp; EBM.

Vai 3D printeri var drukāt tikai plastmasu?

Lai gan plastmasa ir visbiežāk 3D drukāšanā izmantotais materiāls, 3D printeri var drukāt arī no citiem materiāliem.

3D drukāšanā var izmantot arī citus materiālus:

• Sveķi
• Pulveris (polimēri un amp; metāli)
• Grafīts
• Oglekļa šķiedra
• Titāna
• Alumīnijs
• Sudrabs un zelts
• Šokolāde
• Cilmes šūnas
• Dzelzs
• Koks
• Vasks
• Betons

FDM printeriem tikai dažus no šiem materiāliem var uzkarsēt un mīkstināt, nevis sadedzināt, lai tos varētu izstumt no karstumiekārtas. Ir daudz 3D drukāšanas tehnoloģiju, kas paplašina materiālu iespējas, ko cilvēki var radīt.

Galvenais no tiem ir SLS 3D printeri, kas 3D izdruku izgatavošanai izmanto pulveri ar lāzera saķepināšanas metodi.

Sveķu 3D printeri tiek plaši izmantoti arī mājas un komerciāliem nolūkiem. Tas ietver fotopolimerizācijas procesu, lai ar UV gaismu sacietinātu šķidros sveķus, kas pēc tam tiek pakļauti pēcapstrādei, lai iegūtu augstas kvalitātes apdari.

Ar 3D printeriem var drukāt ne tikai plastmasu, bet arī citus materiālus atkarībā no attiecīgā 3D printera tipa. Ja vēlaties drukāt kādu no citiem iepriekš uzskaitītajiem materiāliem, jums ir jāiegādājas atbilstoša 3D drukāšanas tehnoloģija drukāšanai.

Vai 3D printeri var drukāt jebkuru materiālu?

Materiālus, kurus var mīkstināt un izspiest caur sprauslu, vai pulverveida metālus var savienot kopā, lai veidotu objektu. Ja vien materiālu var slāņot vai sakraut vienu uz otra, to var 3D drukāt, taču daudzi objekti neatbilst šīm īpašībām. Betonu var 3D drukāt, jo tas sākumā ir mīksts.

3D drukātās mājas tiek izgatavotas no betona, kas tiek sajaukts un izspiests caur ļoti lielu sprauslu, un pēc kāda laika sacietē.

Laika gaitā 3D drukāšana ir radījusi daudz jaunu materiālu, piemēram, betonu, vasku, šokolādi un pat bioloģiskas vielas, piemēram, cilmes šūnas.

Lūk, kā izskatās 3D drukāta māja.

Vai jūs varat 3D drukāt naudu?

Nē, naudu 3D drukāšanas procesa dēļ, kā arī uz naudas iestrādāto marķējumu dēļ, kas padara to pret viltošanu, nevar 3D drukāšanu veikt. 3D printeri galvenokārt veido plastmasas objektus, izmantojot tādus materiālus kā PLA vai ABS, un noteikti nevar 3D drukāt, izmantojot papīru. Ir iespējams 3D drukāt rekvizītu metāla monētas.

Naudas ražošanā ir daudz marķējumu un iestrādātu pavedienu, kurus 3D printeris, iespējams, nespēs precīzi atveidot. Pat ja ar 3D printeri izdodas izgatavot naudu līdzīgu attēlu, izdrukas nevar izmantot kā naudu, jo tām nav unikālo īpašību, kas veido banknotes.

Nauda ir drukāta uz papīra, un lielākā daļa 3D izdruku ir drukātas no plastmasas vai sacietējušiem sveķiem. Šie materiāli nevar darboties tāpat kā papīrs, un ar tiem nevar rīkoties tāpat kā ar naudu.

Pētījumi liecina, ka lielākajā daļā pasaules valstu mūsdienu valūtā ir iestrādātas vismaz 6 dažādas tehnoloģijas. Neviens 3D printeris nespēs atbalstīt vairāk nekā vienu vai divas no šīm metodēm, kas nepieciešamas, lai precīzi izdrukātu rēķinu.

Lielākā daļa valstu, jo īpaši ASV, izstrādā banknotiņas, kurās ir iestrādātas jaunākās augstākās tehnoloģijas pretviltošanas funkcijas, kas apgrūtinās to drukāšanu ar 3D printeri. Tas ir iespējams tikai tad, ja 3D printerim ir nepieciešamā tehnoloģija, lai izdrukātu attiecīgo banknoti.

3D printeris var tikai mēģināt izdrukāt naudas līdzinieku, bet tam nav atbilstošas tehnoloģijas vai materiālu, lai izdrukātu naudu.

Daudzi cilvēki veido rekvizītu monētas, izmantojot plastmasas materiālu, piemēram, PLA, un pēc tam to nokrāso ar metālisku krāsu.

Citi min tehniku, kurā var izveidot 3D veidni un izmantot dārgmetālu mālus. Mālu iespiež formā un tad izdedzina metālā.

Šeit ir YouTuber, kurš izveidoja D&D monēta, kas ir "Jā" & amp; "Nē" uz katra gala. Viņš izveidoja vienkāršu dizainu CAD programmatūrā, pēc tam izveidoja skriptu, kur 3D drukātā monēta pauzes, lai viņš varētu ievietot iekšā paplāksni, lai padarītu to smagāku, tad pabeidz pārējo monētu.

Šeit ir 3D drukātā Bitcoin faila piemērs no Thingiverse, kuru varat lejupielādēt un 3D drukāt paši.