3D-tiskanje je neverjetna tehnologija, ki ima velik pomen v številnih panogah, predvsem zaradi zmožnosti tiskanja močnih materialov v neobičajnih oblikah. Nekatere tehnologije še vedno ne morejo brez težav izdelati niti nekaterih oblik, ki jih 3D-tiskanje omogoča.

Zato se postavlja vprašanje, katerih materialov ni mogoče natisniti s 3D tiskalnikom?

Materialov, kot so les, blago, papir in kamenje, ni mogoče natisniti v 3D, ker bi se zažgali, preden bi jih lahko stopili in iztisnili skozi šobo.

V tem članku bomo odgovorili na nekatera pogosta vprašanja o zmožnostih in omejitvah 3D tiskanja v smislu materialov, ki jih lahko in ne morete tiskati, ter oblik.

Katerih materialov ni mogoče natisniti v 3D?

Glavni odgovor je, da ne morete tiskati z materiali, ki jih ni mogoče stopiti v poltekoče stanje, ki ga je mogoče iztiskati. Če pogledate, kako delujejo 3D tiskalniki FDM, topijo termoplastične materiale iz tuljave z majhnimi tolerancami ±0,05 in manj.

Materiale, ki se pri visokih temperaturah ne talijo, temveč gorijo, bo težko iztiskati skozi šobo.

Če lahko izpolnite zahteve glede poltekočega stanja in toleranc, bi morali imeti možnost 3D tiskanja tega materiala. Veliko materialov ne izpolnjuje teh lastnosti.

Po drugi strani pa lahko praške za kovine uporabimo tudi v postopku, imenovanem selektivno lasersko sintranje (SLS), pri katerem se z laserjem speklinja material v prahu, ki se poveže in ustvari trdni model.

Materiali, ki jih ni mogoče natisniti v 3D, so:

• Pravi les, čeprav lahko ustvarimo hibrid PLA in lesnih zrn.
• Tkanine/tkanine
• Papir
• Skala - čeprav lahko stopite vulkanski material, kot sta absalt ali riolit.

Pravzaprav nisem našel veliko materialov, ki jih ne bi bilo mogoče natisniti v 3D, saj lahko večino materialov tako ali drugače uporabiš!

Morda bi bilo nekoliko lažje pogledati na drugo stran tega vprašanja in pridobiti več znanja o materialih na področju 3D tiskanja.

Katere materiale je mogoče natisniti v 3D?

Veste, katerih materialov ni mogoče natisniti v 3D, kaj pa materiali, ki jih je mogoče natisniti v 3D?

• PLA
• ABS
• Kovine (titan, nerjavno jeklo, kobalt krom, nikljeva zlitina itd.)
• Polikarbonat (zelo močno vlakno)
• Hrana
• Beton (3D tiskane hiše)
• TPU (prožen material)
• Grafit
• Bio-materiali (žive celice)
• Akril
• Elektronika (tiskana vezja)
• PETG
• Keramika
• Zlato (možno, vendar bi bila ta metoda precej neučinkovita)
• Silver
• Najlon
• Steklo
• PEEK
• Ogljikova vlakna
• PLA z lesno polnitvijo (lahko vsebuje približno 30 % lesnih delcev in 70 % PLA)
• PLA z bakrovo polnitvijo ("80 % vsebnost bakra")
• HIPS in številne druge.

Presenečeni boste, kako daleč se je v zadnjih letih razvilo 3D-tiskanje, saj vse univerze in inženirji ustvarjajo nove metode za 3D-tiskanje različnih vrst predmetov.

Tudi elektroniko je mogoče natisniti v 3D, česar si večina ljudi ne bi nikoli mislila, da je mogoče.

Da, na voljo so tudi dejanski tiskalniki bio-3D, ki jih ljudje uporabljajo za tiskanje živih celic. Njihova cena je od 10 000 do 200 000 dolarjev, uporabljajo pa aditivno proizvodnjo celic in biokompatibilnega materiala za plastenje žive strukture, ki lahko posnema naravne žive sisteme.

Stvari, kot sta zlato in srebro, je mogoče s pomočjo 3D tiskanja izdelati v 3D predmete, vendar jih dejansko ni mogoče natisniti v 3D tehniki. Izdelujejo se s postopkom tiskanja voščenih modelov, litja, taljenja zlata ali srebra, nato pa se raztopljeno zlato ali srebro vlije v odlitek.

Spodaj je zanimiv videoposnetek, ki prikazuje izdelavo srebrnega prstana s tigrom, od zasnove do končnega prstana.

Postopek je res specializiran in za njegovo izvedbo so potrebna ustrezna orodja in oprema, a najboljše pri njem je, kako podroben je model in kako je ustvarjen s pomembno pomočjo 3D-tiska.

Prilagajanje s 3D tiskanjem je najboljši del te tehnologije, saj lahko z lahkoto prilagodite svoje predmete.

Katerih oblik ni mogoče natisniti v 3D?

V praksi boste težko ugotovili, katerih oblik ni mogoče natisniti v 3D, saj obstajajo številne tehnike 3D tiskanja, s katerimi je mogoče premagati omejitve.

Mislim, da boste našli več neverjetno zapletenih oblik in modelov, če si ogledate matematično oznako na Thingiverse.

Kaj pravite na Puzzle Knots, ki jih je ustvaril SteedMaker na Thingiverse.

Ali pa vozel Trefoil Knot, ki ga je ustvaril shockwave3d na Thingiverse.

Oblike, ki jih FDM težko natisne, je običajno mogoče natisniti s tiskanjem SLA (strjevanje smole z laserskimi žarki) in obratno.

Običajni tiskalniki 3D imajo lahko težave pri tiskanju:

• Oblike, ki se le malo dotikajo postelje, kot so krogle.
• Modeli, ki imajo zelo tanke robove, podobne perju
• 3D tiskanje z velikimi previsi ali tiskanje v zraku
• Zelo veliki predmeti
• Oblike s tankimi stenami

Veliko teh težav je mogoče odpraviti z različnimi metodami tiskanja s pomočjo, kot so uporaba podpornih struktur za previse, sprememba usmerjenosti, tako da tanki deli niso osnova tiska, uporaba splavov in robov kot trdne podlage ter celo delitev modelov na dele.

Oblike z majhnim stikom s posteljo

Tistih oblik, ki bodo imele majhno osnovo in majhen stik z ležiščem, ni mogoče natisniti neposredno, kot se natisnejo druge oblike. Razlog je preprosto v tem, da bo predmet odskočil z ležišča, še preden bo tiskanje končano.

Zato ne morete preprosto ustvariti predmeta v obliki krogle, saj je stik s površino premajhen, telo pa preveliko, da bi se med postopkom odstranilo.

Vendar lahko takšno tiskanje izvedete z uporabo splava. Splav je mreža filamentov, ki so nameščeni na gradbeni ploščadi, na katero se natisne prva plast modela.

Drobni robovi, podobni perju

3D tiskanje zelo tankih elementov, kot je pero ali rob noža, je skoraj nemogoče zaradi usmerjenosti, natančnosti XYZ in splošne metode iztiskanja.

To bi lahko storili le na izjemno natančnih strojih z nekaj mikroni, pa še takrat ne bo mogoče doseči tako tankih robov, kot bi si morda želeli. Tehnologija mora najprej povečati svojo ločljivost, da doseže želeno tankost, ki jo želite natisniti.

Tiski z velikimi previsi ali tiskanje v zraku

Predmete, ki imajo velike previsne dele, je težko natisniti, včasih pa je to nemogoče.

Ta težava je preprosta: če so oblike, ki se tiskajo, preveč oddaljene od prejšnje plasti in so velike, se bodo odlomile, še preden se bo plast pravilno oblikovala.

Večina ljudi misli, da ne morete tiskati na nič, saj je potrebna nekakšna podlaga, vendar ko resnično izberete svoj 3D tiskalnik in nastavitve, lahko pojav, ki se imenuje premostitev, pride zelo prav.

Cura ima nekaj pomoči za izboljšanje naših previsov z možnostjo 'Omogoči nastavitve mostu'.

Z ustreznimi nastavitvami in kanalom Petsfang lahko premostitev bistveno izboljšate, kot si lahko ogledate v spodnjem videoposnetku.

Uspelo mu je relativno uspešno 3D-tiskati previs, dolg 300 mm, kar je zelo impresivno! Hitrost tiskanja je spremenil na 100 mm/s in 70 mm/s za polnilo, vendar le zato, ker bi tiskanje trajalo dolgo, zato so možni še boljši rezultati.

Na srečo lahko pod temi velikimi previsi izdelamo tudi podporne stolpe, ki jih držijo in omogočajo ohranjanje oblike.

Zelo veliki 3D odtisi

Večina 3D tiskalnikov FDM meri od približno 100 x 100 x 100 mm do 400 x 400 x 400 mm, zato bo težko najti 3D tiskalnik, ki bi lahko natisnil velike predmete v enem zamahu.

Največji 3D tiskalnik FDM, ki sem ga našel, je Modix Big-180X, ki ima ogromno prostornino 1800 x 600 x 600 mm in tehta 160 kg!

To ni stroj, za katerega bi lahko pričakovali, da bo na voljo, zato se moramo do takrat držati svojih manjših strojev.

Ni vse slabo, saj lahko modele razdelimo na manjše dele, jih natisnemo ločeno, nato pa jih združimo z lepilom, kot je superlepilo ali epoksi.