3D-skriver: Hvordan de beste filamentene fungerer og hva de er - ganske enkelt forklart

3D-utskrift blir mer og mer populært. Denne artikkelen forklarer hvordan en 3D-skriver fungerer, hvilke filamenter du bruker for å skrive ut imponerende modeller og noen praktiske tips.

Hvordan fungerer en 3D-skriver?

3D-skrivere er som sand ved sjøen. Følgelig er det forskjellige teknikker for hvordan skriveren lager en modell. I utgangspunktet kan imidlertid alle skrivere tilordnes en av fire forskjellige teknikker.

• På den ene siden er det stereolitografi ("SL" eller "SLA"). Skriveren har et bad der det er flytende fotopolymer. Fotopolymerer er plast som herder når de blir utsatt for lys. Skriverne jobber vanligvis med akryl-, epoksy- eller vinylesterharpiks. Harpiksen herdes ved hjelp av en laser. Det er et platå i fotopolymerbassenget, som beveger seg litt etter å ha herdet ett nivå (dypere inn på badet). Etter at modellen er fullstendig herdet, har plasten høy styrke og kjemisk motstand. Fordelen med denne prosessen er dens nøyaktighet: skriveren kan også skrive ut strukturer i størrelse med mikrometer. Dessverre er stereolitografiprintere fortsatt veldig dyre.
• Selektiv lasersintring ("SLS") er også kjent. For å forstå hvordan det fungerer, kan du tenke deg et rør der et platå er bygget igjen. Platået er øverst i begynnelsen. Først av alt brukes en rulle for å fordele en plast, en plastbelagt støpesand, et metall eller keramisk pulver på vidda. En laser kjører deretter over platået og varmer opp visse punkter i pulveret slik at de kombineres og det første nivået på objektet opprettes. Platået synker deretter litt ned og prosessen begynner igjen. Så en gjenstand kan bygges opp stykke for stykke. Det som er praktisk her er at resten av materialet kan fungere som et støttemateriale og - i motsetning til stereolitografi - behøver det ikke skrives ut støttestrukturer.
• I klassisk 3D-utskrift, fused deposition modellering ("FDM"), blir flytende plast påført en overflate i lag ved bruk av en ekstruder, som herder umiddelbart. Så beveger overflaten seg litt ned (eller ekstruderen opp) og neste lag skrives ut. Skriverne er relativt billige og kan settes sammen selv med litt kunnskap. Imidlertid må støttemateriell skrives ut for gjenstander med "overheng", dvs. gjenstander som er betydelig bredere øverst enn i bunnen. I tillegg er utskriftsnøyaktigheten relativt upresis sammenlignet med stereolitografi. For amatører og interesserte er dette imidlertid nøyaktig riktig prosedyre.

Hvilke glødetråder er det?

Med smeltet avsetningsmodellering skriver du ut med såkalte filamenter. Dette er ruller som termoplastiske materialer er viklet i trådform. Imidlertid er det noen forskjeller avhengig av type.

• Polylactides ("PLA") brukes ofte på skrivere. Plasten er hovedsakelig hentet fra regenerative kilder, for eksempel maisstivelse. Likevel er den ikke biologisk nedbrytbar. Plasten er matsikker og vannavvisende på grunn av metylgruppen. Det er også flammehemmende og motstandsdyktig mot UV-stråling i lang tid. Den største fordelen kommer imidlertid fra utskrift: det er ingen ubehagelig lukt.
• Akrylonitril-butadien-styren-kopolymer ("ABS") brukes også veldig ofte. Denne plasten er en av de mest brukte plastene i verden. Den er spesielt motstandsdyktig mot oljer, fett og høye temperaturer. I motsetning til PLA er ABS betydelig vanskeligere. Imidlertid bør du ikke inhalere lukten av denne plasten når du skriver ut. Ansvar er et stort problem når du skriver ut. Mens PLA fester seg godt til en oppvarmet glassplate, fester noen typer ABS seg veldig dårlig til tross for den veldig varme oppvarmingssengen og dobbeltsidig klebende tape. Imidlertid kan veldig fine modeller lages med ABS. Etter utskrift har modellene vanligvis en matt farge. Imidlertid, hvis du plasserer modellen under en glaskuppel som inneholder en klut fuktet med aceton, vil modellen bli ganske glatt etter en tid: ABS er løselig i aceton, metyletylketon eller diklormetan.
• Polyvinylalkohol ("PVAL" eller "PVOH"), som er produsert ved hydrolyse av polyvinylacetat, er veldig praktisk for modeller med overheng. Det spesielle med denne plasten er at den er vannløselig. I en 3D-skriver med to ekstrudere kan du for eksempel skrive ut en modell med PLA, men støttestrukturen med PVAL. Imidlertid er denne plasten uegnet som et glødetråd for å trykke den faktiske modellen, siden vannet blir absorbert fra luften og modellene ikke vil vare lenge.
• High Impact Polystyrene ("HIPS") brukes mest som et støttemateriale for ABS. Denne plasten har en høy slagfasthet og hardhet, men kan oppløses av limonen, som for eksempel finnes i sitronolje.
• Trykking med PLA-forbindelser er spesielt eksklusiv. Dette er en blanding av PLA og partikler fra andre stoffer. Så du kan også trykke med tre eller kobber, for eksempel.
• Polykarbonater ("PC") brukes sjelden i utskrift. Fordelen her er den svært høye smeltetemperaturen fra 270 til 300 ° C. Denne plasten har også høy slagfasthet og varmemotstand.
• Hvis du vil trykke gir eller skruer som må tåle sterke krefter og ikke må bryte, anbefaler vi polyhexametylen adipinsyre amin, også kjent som "nylon" eller "PA".
• "Elastiske" eller "Flex" filamenter, som vanligvis er sammensatt av forskjellige materialer, kan ofte finnes på Internett. Den største fordelen her er fleksibilitet. Dette lar deg skrive ut fleksible og gummiaktige modeller. Som regel brukes termoplastiske elastomerer basert på uretan ("TPU") som hovedkomponent.
• Du kan også skrive ut kopper og tallerkener. For dette trenger du matsikker plast. I tillegg til PLA er det også polypropylen ("PP"), som også er litt fleksibel. En matsikker kombinasjon av PLA og ABS er PETG, som også er enkel å trykke og er veldig værbestandig.

Hvordan fungerer en utskriftsprosess?

Først lager du en 3D-modell med et CAD-program og lagrer den som en STL-fil.

• Denne STL-filen blir deretter lastet inn i et skiveprogram, for eksempel Cura eller Slic3r.
• I skiveprogrammet har du muligheten til å stille inn egenskapene til modellen, for eksempel fylletetthet eller bruk av støttestrukturer.
• Programmet konverterer deretter 3D-modellen til en G-kode. Denne inneholder alle stillinger som ekstruderen skal flytte til den ene etter den andre. I mellomtiden ekstruderes glødetråden, og skaper en haptisk modell.

I det neste praktiske tipset vil vi gi deg en introduksjon til CAD-programmet "Solid Edge", som du kan lage mange praktiske 3D-modeller med.