Imprimarea 3D este o tehnologie uimitoare care are o importanță masivă în multe industrii, în principal datorită capacității sale de a imprima materiale rezistente, în forme neortodoxe. Unele tehnologii încă nu pot produce fără probleme unele forme pe care imprimarea 3D le poate produce.

Se pune întrebarea: ce materiale nu pot fi imprimate 3D?

Materiale precum lemnul, țesăturile, hârtia și pietrele nu pot fi imprimate 3D, deoarece ar arde înainte de a fi topite și extrudate prin duză.

Acest articol va răspunde la câteva întrebări frecvente despre capacitățile și limitările imprimării 3D, în ceea ce privește materialele pe care le puteți și nu le puteți imprima, precum și formele.

Ce materiale nu pot fi imprimate 3D?

Răspunsul principal aici este că nu puteți imprima cu materiale care nu pot fi topite, într-o stare semilichidă care poate fi extrudată. Dacă vă uitați la modul în care funcționează imprimantele 3D FDM, acestea topesc materiale termoplastice dintr-o bobină, cu toleranțe strânse de ±0,05 și mai mici.

Materialele care ard în loc să se topească la temperaturi ridicate vor avea dificultăți în a fi extrudate printr-o duză.

Atâta timp cât puteți satisface starea semilichidă și toleranțele, ar trebui să puteți imprima 3D acel material. Multe materiale nu îndeplinesc aceste proprietăți.

Pe de altă parte, putem utiliza pulberi pentru metale într-un proces numit Sinterizare selectivă cu laser (SLS), care utilizează un laser pentru a sinteriza materialul sub formă de pulbere și a le lega între ele pentru a crea un model solid.

Materialele care nu pot fi imprimate 3D sunt:

• Lemn adevărat, deși putem crea un hibrid de PLA și granule de lemn
• Pânză/țesături
• Hârtie
• Piatră - deși puteți topi material vulcanic precum absaltul sau riolitul.

De fapt, nu am putut găsi multe materiale care nu pot fi imprimate 3D, majoritatea materialelor pot fi folosite într-un fel sau altul!

Ar putea fi puțin mai ușor să privim spre cealaltă parte a acestei întrebări pentru a obține mai multe cunoștințe despre materialele din spațiul de imprimare 3D.

Ce materiale pot fi imprimate 3D?

Bine, deci știți care sunt materialele care nu pot fi imprimate 3D, dar cum rămâne cu materialele care pot fi imprimate 3D?

• PLA
• ABS
• Metale (titan, oțel inoxidabil, crom cobalt, aliaj de nichel etc.)
• Policarbonat (filament foarte rezistent)
• Alimente
• Beton (case imprimate 3D)
• TPU (material flexibil)
• Grafit
• Bio-materiale (celule vii)
• Acrilic
• Electronică (plăci de circuite)
• PETG
• Ceramică
• Aur (posibil, dar această metodă ar fi destul de ineficientă)
• Argint
• Nylon
• Sticlă
• PEEK
• Fibră de carbon
• PLA cu umplutură de lemn (poate avea aproximativ 30% particule de lemn, 70% PLA)
• PLA umplut cu cupru ("conținut de cupru de 80%")
• HIPS și multe altele

Ați fi surprins de cât de mult s-a dezvoltat imprimarea 3D în ultimii ani, cu tot felul de universități și ingineri care creează noi metode de imprimare 3D pentru diferite tipuri de obiecte.

Chiar și electronicele pot fi tipărite 3D, ceea ce este ceva ce majoritatea oamenilor nu ar fi crezut că este posibil.

Da, există, de asemenea, imprimante bio-3D disponibile, pe care oamenii le folosesc pentru a imprima celule vii. Acestea pot avea prețuri cuprinse între 10 000 și 200 000 de dolari și, în principiu, utilizează fabricarea aditivă a celulelor și a materialelor biocompatibile pentru a crea o structură vie care poate imita sistemele vii naturale.

Lucruri precum aurul și argintul pot fi transformate în obiecte 3D cu ajutorul imprimării 3D, dar nu chiar printate 3D. Acestea sunt realizate printr-un proces de imprimare a modelelor din ceară, turnare, topirea aurului sau argintului, apoi turnarea aurului sau argintului topit în piesă.

Mai jos este un video interesant care arată cum poate fi creat un inel tigru din argint, de la design până la inelul final.

Procesul este cu adevărat specializat și necesită instrumente și echipamente adecvate pentru a funcționa, dar cel mai bun lucru este cât de detaliat este modelul și cum este creat cu ajutorul semnificativ al imprimării 3D.

Personalizarea cu ajutorul imprimării 3D este cea mai bună parte a tehnologiei, putând să vă personalizați cu ușurință propriile obiecte.

Ce forme nu pot fi imprimate 3D?

Practic, vă va fi greu să găsiți formele care nu pot fi imprimate 3D, deoarece există multe tehnici de imprimare 3D care pot depăși limitările.

Cred că veți găsi mai multe forme și modele uimitor de complexe dacă vă uitați la Mathematical Tag pe Thingiverse.

Ce zici de Puzzle Knots, creat de SteedMaker pe Thingiverse.

Sau nodul Trefoil Knot, creat de shockwave3d pe Thingiverse.

Formele pe care FDM are probleme la imprimarea FDM pot fi realizate, de obicei, cu imprimare SLA (polimerizarea rășinii cu raze laser) și viceversa.

Imprimantele 3D normale pot avea probleme de imprimare:

• Forme care au puțin contact cu patul, cum ar fi sferele.
• Modele care au margini foarte fine, ca de pană
• Imprimări 3D cu supraînălțări mari sau imprimare în aer
• Obiecte foarte mari
• Forme cu pereți subțiri

Multe dintre aceste probleme pot fi depășite folosind diverse metode de imprimare asistată, cum ar fi utilizarea structurilor de sprijin pentru supraînălțări, schimbarea orientării astfel încât părțile subțiri să nu fie baza imprimării, utilizarea de plute și borduri ca o bază solidă și chiar împărțirea modelelor în bucăți.

Forme cu puțin contact cu patul

Acele forme care vor avea o bază mică și un contact redus cu patul nu pot fi tipărite 3D direct, așa cum sunt tipărite alte forme. Motivul este pur și simplu acela că obiectul se va desprinde de pe pat chiar înainte ca imprimarea să fie finalizată.

Din acest motiv nu puteți crea cu ușurință un obiect sferic, deoarece contactul cu suprafața este prea mic, iar corpul este prea mare pentru a se îndepărta singur în timpul procesului.

Cu toate acestea, puteți face o astfel de imprimare utilizând o plută. Pluta este o plasă de filamente care sunt plasate pe platforma de construcție, pe care se imprimă primul strat al modelului.

Fine, pană ca marginile

Imprimarea 3D a unor caracteristici foarte subțiri, cum ar fi o pană sau o muchie de cuțit, este aproape imposibilă cu ajutorul imprimării 3D din cauza orientării, a preciziei XYZ și a metodei generale de extrudare.

Acest lucru ar putea fi realizat doar pe mașini extrem de precise, de câțiva microni, și chiar și atunci nu va putea obține margini atât de subțiri pe cât ați dori. Tehnologia trebuie mai întâi să își mărească rezoluția până la finețea dorită pe care doriți să o imprimați.

Tipărituri cu supraînălțări mari sau imprimare în aer

Obiectele care au părți mari în relief sunt dificil de imprimat și, uneori, este imposibil de imprimat.

Această problemă este simplă: dacă formele care sunt tipărite atârnă prea departe de stratul anterior, iar dimensiunea lor este mare, acestea se vor rupe înainte ca stratul să se poată forma în mod corespunzător.

Cei mai mulți oameni ar crede că nu puteți imprima peste nimic, deoarece trebuie să existe un fel de fundație, dar atunci când vă adaptați cu adevărat la imprimanta 3D și la setări, un fenomen numit "bridging" poate fi foarte util în acest caz.

Cura dispune de asistență pentru a ne îmbunătăți surplombele cu ajutorul opțiunii "Enable Bridge Settings".

Bridging-ul poate fi îmbunătățit în mod semnificativ cu setările corecte, împreună cu un Petsfang Duct, după cum puteți vedea în videoclipul de mai jos.

A reușit să imprime cu relativ succes o supraînălțare de 300 mm lungime, ceea ce este foarte impresionant! A schimbat viteza de imprimare la 100 mm/s și la 70 mm/s pentru umplere, dar numai pentru că imprimarea ar fi durat mult timp, așa că sunt foarte posibile rezultate și mai bune.

Din fericire, putem produce și turnuri de susținere sub aceste consolări mari, pentru a le susține și a le permite să-și păstreze forma.

Imprimări 3D foarte mari

Cele mai multe imprimante 3D FDM variază între 100 x 100 x 100 x 100 mm și 400 x 400 x 400 x 400 mm, așa că va fi dificil să găsiți o imprimantă 3D care să poată imprima obiecte mari dintr-o singură dată.

Cea mai mare imprimantă FDM 3D pe care am găsit-o este Modix Big-180X, care are un volum de construcție masiv de 1800 x 600 x 600 mm, cântărind 160 kg!

Aceasta nu este o mașină la care vă puteți aștepta să aveți acces, așa că, între timp, trebuie să rămânem la mașinile noastre mai mici.

Nu toate sunt rele, deoarece avem posibilitatea de a împărți modelele în părți mai mici, de a le imprima separat, apoi de a le combina împreună cu o substanță adezivă precum superglue sau epoxidic.