המכשיר ועקרון הפעולה של מדפסת התלת מימד, השיטות והסוגים העיקריים של הדפסת תלת מימד

נכון לעכשיו, נעשה שימוש הולך וגובר בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד ליצירת אלמנטים דקורטיביים, חלקי מכונות ומכשירים ויחידות פונקציונליות שונות. וההתפתחויות הרלוונטיות ביותר מאפשרות לך להדפיס בניינים שלמים ואפילו איברים ותותבות לבני אדם. במקביל, ניתן למצוא מדפסות בשוק החל מכמה מאות דולרים, לשימוש ביתי ועשרות אלפי דולרים לשימוש תעשייתי. במאמר זה, נסקור מידע בסיסי על סוגים ועיצוב של מדפסת תלת ממדית.

מינים

הרעיון של הדפסת תלת מימד לא כל כך ברור. הוא מחולק לסוגים רבים, ונבדל מהעקרון של יצירת אובייקט להדפסה והחומרים המשמשים לכך. איך הם נראים?

הדפסת FDM (דוגמנות למצב הפוזה) - זוהי הדרך הנפוצה ביותר להשיג חפצים נפחיים בחיי היומיום, בהתאמה, והאפשרות הזולה ביותר להדפסה נפחית. במקרה זה, מדפסת התלת מימד מדפיסה את החלק בניילון מותך. הפלסטיק הנפוץ ביותר הוא PLA ו- ABS. עובי שכבת ההדפסה 1 הוא בממוצע בין 50-100 מיקרון (ברוב הדגמים). ממה מורכב מדפסת זו נשקול בהמשך.

הדפסת SLA (סטריאוליטוגרפיה בלייזר) - נשמע כמו "ליטוגרפיה סטריאו". ההתקנה להדפסת תלת מימד מסוג זה מורכבת מלייזר (זהו גוף מתקן שנע לאורך המוטות בעזרת מנועים) של הבסיס עליו מודפסים החלק והאמבטיות עם פוטופולימרים נוזליים. עיקרון הפעולה הוא השימוש במילות פוטופולימר כחומר.

הלייזר שואב שרף על כל שכבה של האובייקט העתידי. לאחר כל שכבה, משטח העבודה טובל באמבט עם פוטופולימר לעומק השווה לעובי השכבה הבאה. האינטראקציה של קרן הלייזר והפוטופולימר מתקשה במקומות בהם קרן הלייזר פגעה על פני השטח שלה.

שיטה זו מאפשרת לך להשיג תוצאות מדויקות, ועובי השכבה יכול להגיע עד 15 מיקרון. זה מאפשר שימוש בסטריאוליטוגרפיה למטרות רפואיות (רפואת שיניים) ותכשיטים. טכנולוגיית SLA אינה דורשת הדפסת אלמנטים תומכים, ואחרי ההדפסה המוצר שקוע באמבטיה עם פתרונות לניקוי הדגם. השלב האחרון הוא קרינה אולטרה סגולה לקיבעון מוחלט של פוטופולימרים. החיסרון העיקרי הוא העלות הגבוהה של מדפסות וציוד, מה שהופך את זה בלתי הולם להשתמש בהם בבית.

טכנולוגיית SLS - סינר לייזר סלקטיבי. שכבת אבקה מוזנת למשטח העבודה, תלוי במשימה - זו יכולה להיות מתכת, פלסטיק ואפילו קרמיקה וזכוכית שלאחריה מעובד שטח השכבה של החלק העתידי על ידי הלייזר, לאחר מכן מורידים את הרציף, והתהליך חוזר על עצמו. מזכיר SLA, לפי עקרון הפעולה. בסוף התהליך נדרש טיפול בחום של האלמנט. גם לא מתאים לשימוש ביתי והוא יקר.

התכה של קרן אלקטרונים או טכנולוגיית EBM. זה שונה מהטכנולוגיה הקודמת בכך שאבקת המתכת מומסת על ידי קרן אלקטרונים בוואקום, והתוצאה אינה דורשת טיפול בחום.

SLM - התכת לייזר סלקטיבית, עובדת רק עם אבקות מתכת, על פי עיקרון הפעולה היא דומה ל- SLS, אך כמו ב- EBM, אין צורך בטיפול בחום סופי.

3Dp - ההבדל מהקודמים הוא שחומר העבודה אינו מומס, אך שכבות דבק מוחלות באמצעות הדפסת הזרקת דיו. בדרך זו, הדפסת תלת מימד צבעונית אפשרית.

מדפסת FDM 3D

הדפסה בטכנולוגיית FDM היא הנפוצה ביותר בקרב חובבנים וגם לפתרון משימות מקצועיות רבות. אותה שיטה היא אחת הוותיקות ביותר. לכן, נבחן ביתר פירוט בדיוק את סוג ההדפסות הנפח המתאים היטב לבית ולסדנה.

מכשיר ותכונות

מדפסת תלת ממדית שמדפיסה עם פלסטיק בטכנולוגיית FDM מורכבת מ:

1. משטח העבודה, המכונה לעתים קרובות הרציף. אפשר לחמם אותו.

2. מכבש, במילים פשוטות, הוא ראש הדפסה.יש לו מנגנון תיוק פלסטי, מחממים וחרירי הדפסה.

3. מנגנון התנועה של המכבש לאורך הצירים. מורכב ממוטות, מוט סלילי ומנועים, למשל, צועד.

בהתאם לעיצוב המדפסת, גם המכבש וגם משטח העבודה יכולים לנוע לאורך הציר האנכי (ציר Z), והוא יכול לנוע גם על ציר ה- Y. המכבש נע לאורך הצירים האופקיים.

הערה:

מודל תלת ממדי נוצר להדפסה באמצעות כל סוג של מדפסת תלת מימד, אך לא ניתן לטעון אותו למדפסת לצורך הדפסה. לפני כן, המודל מעובד, מה שנקרא קוד G. המשמעות של פעולה זו היא לחלק את המודל לשכבות ולעצב מסלולי דרכה שאליה ינוע המכבש (או אלמנט הדפסה אחר, תלוי בטכנולוגיה).

בעת ההדפסה משתמשים בפלסטיק ABS ו- PLA. תלוי במורכבות המכשיר, המכבש עשוי להכיל שני חרירים ועוד - האחד להדפסת חלקים עם חומר בסיסי, והשני להדפסת תומכים תומכים (תומכים).

יש צורך בתמיכה לתמיכה בחלקים התלויים באוויר כך שהם לא ישקעו במהלך הקירור וההמצקה. לאחר השלמת ההדפסה מוסרות רגלי התמיכה.

גרסה מפושטת של מדפסת התלת מימד היא עט תלת ממד. לאמיתו של דבר מדובר במכבש שמניעים בעצמכם את היד. למרות שזה צעצוע לילדים, הוא פשוט מוצר נפלא לבילוי והכרות עם הטכנולוגיה, ואם יש לך כישורים אומנותיים, בוודאי תוכל ליצור עיצוב בית יפהפה.

מאפיינים

בעת בחירת מדפסת תלת ממדית, עליך לקחת בחשבון כמה מאפיינים, ביניהם:

• אילו חומרים מדפיס המכשיר, אם כי הדגמים הנפוצים ביותר תומכים בהדפסה עם שני סוגים של פלסטיק - ABS ו- PLA, אך עדיין שימו לב לנושא זה בעת הקנייה.

• רזולוציית הדפסה - האיכות והדיוק של החלק תלוי בעובי השכבה. עובי שכבה של 50 מיקרון נחשב למצוין, וב 100 - יותר מתועלת.

• מהירות הדפסה - תלויה יותר ברזולוציית ההדפסה.

חשוב:

מכיוון שהחלק מודפס בשכבות, זכרו כי פני השטח שלו יהיו מחוספסים ומשעממים, וכוח השבר שלו יהיה נמוך בהרבה מזה של מוצרים מוצקים. הגובה (עובי, כפי שאתה מעדיף) של השכבה תלוי בכמה גס החלק יתגלה. מצד שני, ככל שהשכבה דקה יותר - כך ייקדיש זמן רב יותר להדפסה וככל שיעברו יותר יעבור המכבש, העומס על כל רכיבי המדפסת יגדל.

• מידות אזור ההדפס - סוגיה זו יכולה להפוך לאבן נגף בבחירת דגם מסוים. אינך יכול להדפיס את המוצר יותר מהאזור להדפסה. זה מוגבל על ידי רוחב, עומק וגובה, במילים אחרות, צירי ה- X, Y ו- Z.

במקרים מסוימים, למשל, עבור מדפסות דלתא מצוין הקוטר והגובה של שטח ההדפסה, מכיוון שיש לו צורה גלילית (ראה האיור למטה).

מסקנה

במאמר זה נגענו בשאלות כלליות אודות מדפסות תלת מימד והדפסות באופן כללי, אם אתם מעוניינים בנושאים ספציפיים ביתר פירוט - כתבו על כך בתגובות ונספר לכם עליהן.