3D-друк - це дивовижна технологія, яка має величезне значення в багатьох галузях промисловості, головним чином завдяки своїй здатності друкувати міцні матеріали в нестандартних формах. Деякі технології все ще не можуть виробляти деякі форми, які 3D-друк може без проблем.

Виникає питання, які матеріали не можуть бути надруковані за допомогою 3D-друку?

Такі матеріали, як дерево, тканина, папір і каміння, не можуть бути надруковані на 3D-принтері, оскільки вони згорять до того, як їх можна буде розплавити і видавити через сопло.

У цій статті ми спробуємо відповісти на деякі поширені запитання про можливості та обмеження 3D-друку з точки зору матеріалів, які можна і не можна друкувати, а також форм.

Які матеріали не можна друкувати на 3D-принтері?

Основна відповідь полягає в тому, що ви не можете друкувати матеріалами, які не можна розплавити до напіврідкого стану, який можна екструдувати. Якщо поглянути на те, як працюють FDM 3D-принтери, то вони розплавляють термопластичні матеріали з котушки, з жорсткими допусками ±0,05 і нижче.

Матеріали, які горять, а не плавляться при високих температурах, будуть важко екструдувати через сопло.

Якщо ви можете задовольнити вимоги до напіврідкого стану та допусків, ви зможете здійснити 3D-друк цього матеріалу. Багато матеріалів не відповідають цим вимогам.

З іншого боку, ми також можемо використовувати порошки для металів у процесі, який називається селективне лазерне спікання (SLS), що використовує лазер для спікання порошкоподібного матеріалу і зв'язування його разом для створення твердої моделі.

Матеріали, які не можуть бути надруковані на 3D-принтері:

• Справжнє дерево, хоча ми можемо створити гібрид PLA та деревних волокон
• Тканина/тканини
• Папір
• Скеля - хоча ви можете розплавити вулканічний матеріал, такий як абсальт або ріоліт

Насправді я не зміг придумати багато матеріалів, які не можна було б надрукувати на 3D-принтері, більшість матеріалів можна змусити працювати так чи інакше!

Можливо, було б трохи легше поглянути на іншу сторону цього питання, щоб отримати більше знань про матеріали в просторі 3D-друку.

Які матеріали можна друкувати на 3D-принтері?

Гаразд, ви знаєте, які матеріали не можна друкувати на 3D-принтері, але як щодо матеріалів, які можна друкувати на 3D-принтері?

• НВАК
• ABS
• Метали (титан, нержавіюча сталь, кобальт-хром, нікелевий сплав тощо)
• Полікарбонат (дуже міцна нитка)
• Їжа
• Бетон (3D-друковані будинки)
• TPU (гнучкий матеріал)
• Графіт
• Біоматеріали (живі клітини)
• Акрил
• Електроніка (друковані плати)
• PETG
• Кераміка
• Золото (можливо, але цей метод буде досить неефективним)
• Срібло
• Нейлон
• Скло
• ПІК
• Вуглецеве волокно
• Деревне наповнення PLA (може містити близько 30% деревних частинок, 70% PLA)
• PLA з мідним наповнювачем (80% вмісту міді)
• HIPS та багато іншого

Ви здивуєтеся, наскільки далеко розвинувся 3D-друк за останні роки: університети та інженери створюють нові методи 3D-друку різних типів об'єктів.

Навіть електроніка може бути надрукована на 3D-принтері, що більшість людей ніколи б не подумали, що це можливо.

Так, існують і справжні біо-3D принтери, які люди використовують для друку живих клітин. Вони можуть коштувати від $10 000 до $200 000 і в основному використовують адитивне виробництво клітин і біосумісних матеріалів для нашарування живої структури, яка може імітувати природні живі системи.

Такі речі, як золото та срібло, можна перетворити на 3D-об'єкти за допомогою 3D-друку, але насправді це не 3D-друк. Це процес друку воскових моделей, лиття, розплавлення золота чи срібла, а потім заливання розплавленого золота чи срібла у виливок.

Нижче - круте відео, яке показує, як можна створити срібну каблучку з тигром, починаючи від дизайну і закінчуючи готовою каблучкою.

Процес дійсно спеціалізований і вимагає відповідних інструментів та обладнання, але найкраще в ньому - це те, наскільки детальною виходить модель, і як вона створюється завдяки значній допомозі 3D-друку.

Кастомізація за допомогою 3D-друку - це найкраща частина технології, адже ви можете легко персоналізувати власні об'єкти.

Які форми не можна друкувати на 3D-принтері?

На практиці вам буде важко знайти фігури, які не можна надрукувати на 3D-принтері, оскільки існує багато методів 3D-друку, які дозволяють подолати обмеження.

Думаю, ви знайдете кілька дивовижно складних фігур і моделей, якщо подивитеся на тег "Математика" на Thingiverse.

Як щодо Puzzle Knots, створеного SteedMaker на Thingiverse.

Або вузол "Трилисник", створений shockwave3d на Thingiverse.

Форми, які важко надрукувати за допомогою FDM, зазвичай можна надрукувати за допомогою SLA-друку (затвердіння смоли лазерними променями), і навпаки.

Звичайні 3D-принтери можуть мати проблеми з друком:

• Форми, які мало контактують з ліжком, наприклад, кулі
• Моделі з дуже тонкими, схожими на пір'я краями
• 3D-друк з великим вильотом або друк у повітрі
• Дуже великі об'єкти
• Форми з тонкими стінками

Багато з цих проблем можна вирішити за допомогою різних допоміжних методів друку, таких як використання опорних конструкцій для звисів, зміна орієнтації, щоб тонкі деталі не були основою відбитка, використання плотів і бортиків як міцної основи, і навіть поділ моделей на частини.

Форми з невеликим контактом з ліжком

Ті форми, які мають невелику основу і мало контактують з основою, не можуть бути надруковані безпосередньо, як інші форми. Причина проста - об'єкт зіскочить з основи ще до того, як друк буде завершено.

Ось чому ви не можете легко створити об'єкт-сферу, оскільки контакт з поверхнею занадто малий, а тіло занадто велике, щоб воно могло видалитися під час процесу.

Однак такий друк можна зробити за допомогою рафта. Рафт - це сітка з ниток, які розміщуються на будівельній платформі, на якій друкується перший шар моделі.

Тонкі, як пір'я, краї

3D-друк дуже тонких деталей, таких як перо або вістря ножа, практично неможливий через орієнтацію, точність XYZ і загальний метод екструзії.

Це можна зробити лише на надзвичайно точних машинах з точністю до кількох мікрон, і навіть тоді не вдасться отримати настільки тонкі краї, наскільки ви хочете. Спочатку технологія повинна збільшити свою роздільну здатність, щоб досягти бажаної тонкості друку.

Друк з великим вильотом або друк у повітрі

Об'єкти з великими виступаючими частинами складно друкувати, а іноді й неможливо.

Ця проблема проста: якщо фігури, які друкуються, висять надто далеко від попереднього шару, а їхній розмір великий, вони відірвуться до того, як шар зможе належним чином сформуватися на місці.

Більшість людей думають, що не можна друкувати на порожньому місці, адже має бути якась основа, але коли ви дійсно вмикаєте свій 3D-принтер разом із налаштуваннями, явище, яке називається "мостіння", може стати тут у пригоді.

Cura може допомогти нам покращити наші нависання за допомогою опції "Увімкнути налаштування мосту".

За допомогою правильних налаштувань, а також каналу Petsfang Duct можна значно покращити звукопередачу, як ви можете бачити на відео нижче.

Йому вдалося відносно успішно надрукувати звис довжиною 300 мм, що дуже вражає! Він змінив швидкість друку на 100 мм/с і 70 мм/с для заповнення, але тільки тому, що друк зайняв би багато часу, тому ще кращі результати цілком можливі.

На щастя, ми також можемо виготовити опорні вежі під цими великими звисами, щоб утримувати їх і дозволяти їм тримати форму.

Дуже великі 3D-друки

Більшість FDM 3D-принтерів мають розміри від 100 x 100 x 100 мм до 400 x 400 x 400 мм, тому знайти 3D-принтер, який може друкувати великі об'єкти за один прохід, буде складно.

Найбільший FDM 3D-принтер, який я зміг знайти, - це Modix Big-180X, який має величезний об'єм 1800 x 600 x 600 мм і важить 160 кг!

Це не та машина, до якої ви можете розраховувати на доступ, тому поки що нам доводиться користуватися нашими меншими машинами.

Не все так погано, адже у нас є можливість розділити моделі на менші частини, надрукувати їх окремо, а потім з'єднати разом за допомогою клейкої речовини, наприклад, суперклею або епоксидної смоли.