3D tlač je úžasná technológia, ktorá má obrovský význam v mnohých priemyselných odvetviach, a to najmä vďaka schopnosti tlačiť silné materiály v netradičných tvaroch. Niektoré technológie ešte stále nedokážu bez problémov vyrobiť ani niektoré tvary, ktoré dokáže 3D tlač.

Natíska sa teda otázka, aké materiály sa nedajú vytlačiť 3D tlačou?

Materiály, ako je drevo, látka, papier a kamene, nie je možné vytlačiť 3D tlačou, pretože by sa spálili skôr, ako by sa dali roztaviť a vytlačiť cez dýzu.

V tomto článku sa pokúsime odpovedať na niektoré časté otázky o možnostiach a obmedzeniach 3D tlače, pokiaľ ide o materiály, ktoré môžete a nemôžete tlačiť, ako aj o tvary.

Aké materiály sa nedajú vytlačiť 3D tlačou?

Hlavnou odpoveďou je, že nemôžete tlačiť s materiálmi, ktoré sa nedajú roztaviť do polotekutého stavu, ktorý sa dá vytlačiť. Ak sa pozriete na to, ako fungujú 3D tlačiarne FDM, roztavujú termoplastické materiály z cievky s prísnymi toleranciami ±0,05 a nižšími.

Materiály, ktoré sa pri vysokých teplotách skôr spaľujú ako topia, sa budú ťažko pretláčať cez dýzu.

Pokiaľ dokážete splniť požiadavky na polotekutý stav a tolerancie, mali by ste byť schopní 3D tlačiť tento materiál. Mnohé materiály tieto vlastnosti nespĺňajú.

Na druhej strane môžeme použiť aj prášky na kovy v procese nazývanom selektívne laserové spekanie (SLS), ktorý využíva laser na spekanie práškového materiálu a jeho spájanie na vytvorenie pevného modelu.

Materiály, ktoré sa nedajú vytlačiť 3D tlačou, sú:

• Pravé drevo, hoci môžeme vytvoriť hybrid PLA a drevených vlákien
• Tkanina/látka
• Papier
• Skala - hoci by ste mohli roztaviť vulkanický materiál, ako je absalt alebo ryolit

V skutočnosti som nemohol prísť na veľa materiálov, ktoré sa nedajú vytlačiť 3D tlačou, väčšinu materiálov môžete naozaj nejakým spôsobom spracovať!

Možno by bolo trochu jednoduchšie pozrieť sa na druhú stranu tejto otázky a získať viac poznatkov o materiáloch v oblasti 3D tlače.

Aké materiály sa dajú vytlačiť 3D tlačou?

Dobre, takže viete, ktoré materiály sa nedajú vytlačiť 3D tlačou, ale čo materiály, ktoré sa dajú vytlačiť 3D tlačou?

• PLA
• ABS
• Kovy (titán, nehrdzavejúca oceľ, kobalt-chróm, zliatina niklu atď.)
• Polykarbonát (veľmi silné vlákno)
• Potraviny
• Betón (3D tlačené domy)
• TPU (pružný materiál)
• Grafit
• Biomateriály (živé bunky)
• Akryl
• Elektronika (dosky s plošnými spojmi)
• PETG
• Keramické
• Zlato (možné, ale táto metóda by bola dosť neefektívna)
• Silver
• Nylon
• Sklo
• PEEK
• Uhlíkové vlákno
• PLA s drevenou výplňou (môže obsahovať približne 30 % drevných častíc a 70 % PLA)
• PLA s medenou výplňou ("80% obsah medi")
• HIPS a mnoho ďalších

Boli by ste prekvapení, ako ďaleko sa 3D tlač v posledných rokoch vyvinula, pretože rôzne univerzity a inžinieri vytvárajú nové metódy 3D tlače rôznych typov objektov.

Dokonca aj elektronika sa dá vytlačiť 3D tlačou, čo by si väčšina ľudí nikdy nemyslela, že je možné.

Áno, k dispozícii sú aj skutočné bio-3D tlačiarne, ktoré ľudia používajú na tlač živých buniek. Ich cena sa môže pohybovať od 10 000 do 200 000 USD a v podstate využívajú aditívnu výrobu buniek a biokompatibilného materiálu na vytvorenie živej štruktúry, ktorá môže napodobňovať prirodzené živé systémy.

Veci ako zlato a striebro možno pomocou 3D tlače vyrobiť do podoby 3D predmetov, ale v skutočnosti nejde o 3D tlač. Vyrába sa procesom tlače voskových modelov, odlievania, tavenia zlata alebo striebra a následného nalievania roztaveného zlata alebo striebra do odliatku.

Nižšie nájdete skvelé video, ktoré ukazuje, ako sa dá vytvoriť strieborný prsteň s tigrom, od návrhu až po finálny prsteň.

Tento proces je naozaj špecializovaný a vyžaduje si vhodné nástroje a vybavenie, ale najlepšie na ňom je, ako detailne je model spracovaný a ako je vytvorený s výraznou pomocou 3D tlače.

Prispôsobenie 3D tlače je na tejto technológii to najlepšie, pretože si môžete ľahko prispôsobiť vlastné predmety.

Aké tvary sa nedajú vytlačiť 3D tlačou?

Z praktického hľadiska budete len ťažko hľadať, aké tvary sa nedajú vytlačiť 3D tlačou, pretože existuje mnoho techník 3D tlače, ktoré dokážu prekonať obmedzenia.

Myslím, že pri pohľade na Mathematical Tag na Thingiverse nájdete niekoľko úžasne zložitých tvarov a modelov.

Čo tak Puzzle Knots, ktoré vytvoril SteedMaker na Thingiverse.

Alebo uzol Trefoil, ktorý vytvoril shockwave3d na Thingiverse.

Tvary, s ktorými má FDM problém, sa zvyčajne dajú vytlačiť pomocou SLA tlače (vytvrdzovanie živice laserovými lúčmi) a naopak.

Bežné 3D tlačiarne môžu mať problémy s tlačou:

• Tvary, ktoré majú malý kontakt s podložkou, ako napríklad gule
• Modely, ktoré majú veľmi jemné okraje podobné pierkam
• 3D výtlačky s veľkými prevismi alebo tlač vo vzduchu
• Veľmi veľké objekty
• Tvary s tenkými stenami

Mnohé z týchto problémov sa dajú prekonať pomocou rôznych metód asistovanej tlače, ako je napríklad použitie podporných konštrukcií pre previsy, zmena orientácie tak, aby tenké časti neboli základom tlače, použitie plies a lemov ako pevného základu a dokonca rozdelenie modelov na časti.

Tvary s malým kontaktom s posteľou

Tie tvary, ktoré budú mať malú základňu a malý kontakt s lôžkom, nie je možné tlačiť priamo ako iné tvary. Dôvodom je jednoducho to, že objekt vyskočí z lôžka ešte pred dokončením tlače.

Preto nemôžete jednoducho vytvoriť guľový objekt, pretože kontakt s povrchom je príliš malý a teleso je príliš veľké, aby sa počas procesu odstránilo.

Takúto tlač však môžete uskutočniť pomocou plte. Plť je sieť vlákien, ktoré sú umiestnené na stavebnej platforme, na ktorej sa vytlačí prvá vrstva modelu.

Jemné okraje ako pierko

3D tlač veľmi tenkých prvkov, ako je pero alebo ostrie noža, je pri 3D tlači takmer nemožná kvôli orientácii, presnosti XYZ a všeobecnému spôsobu vytláčania.

To by sa dalo dosiahnuť len na extrémne presných strojoch s presnosťou niekoľkých mikrónov, a ani vtedy nebude možné dosiahnuť skutočne tak tenké okraje, ako by ste mohli chcieť. Technológia musí najprv zvýšiť svoje rozlíšenie prešla požadovanú tenkosť, ktorú chcete vytlačiť.

Tlač s veľkými presahmi alebo tlač v strede vzduchu

Objekty, ktoré majú veľké previsnuté časti, je náročné vytlačiť a niekedy je to nemožné.

Tento problém je jednoduchý: ak tlačené tvary visia príliš ďaleko od predchádzajúcej vrstvy a ich veľkosť je veľká, odlomia sa skôr, ako sa vrstva stihne správne sformovať na mieste.

Väčšina ľudí by si myslela, že nemôžete tlačiť na nič, pretože je potrebný nejaký základ, ale keď si 3D tlačiareň spolu s nastaveniami naozaj vyladíte, môže sa tu naozaj hodiť jav nazývaný premostenie.

Cura má určitú pomoc na zlepšenie našich presahov pomocou možnosti "Zapnúť nastavenia mosta".

Premostenie sa dá výrazne zlepšiť správnymi nastaveniami spolu s kanálom Petsfang, ako môžete vidieť na videu nižšie.

Podarilo sa mu relatívne úspešne vytlačiť 3D previs dlhý 300 mm, čo je veľmi pôsobivé! Zmenil rýchlosť tlače na 100 mm/s a 70 mm/s pre výplň, ale len preto, že tlač by trvala dlho, takže ešte lepšie výsledky sú veľmi možné.

Našťastie môžeme pod tieto veľké previsy vyrobiť aj podporné veže, ktoré ich podržia a umožnia im udržať tvar.

Veľmi veľké 3D výtlačky

Väčšina 3D tlačiarní FDM má rozmery od približne 100 x 100 x 100 mm do 400 x 400 x 400 mm, takže nájsť 3D tlačiareň, ktorá dokáže vytlačiť veľké objekty na jeden záťah, bude ťažké.

Najväčšia 3D tlačiareň FDM, ktorú som našiel, je Modix Big-180X, ktorá má obrovský objem 1800 x 600 x 600 mm a váži 160 kg!

Nie je to stroj, ku ktorému môžete očakávať prístup, takže zatiaľ musíme zostať pri našich menších strojoch.

Nie všetko je zlé, pretože máme možnosť rozdeliť modely na menšie časti, vytlačiť ich samostatne a potom ich spojiť pomocou lepiacej látky, ako je superlepidlo alebo epoxid.