Hvordan fungerer en 3D-skriver? - Tydelig forklart
3D-skrivere blir billigere og mer interessante for private brukere. Vi forklarer hvordan en 3D-skriver fungerer og hvilke forskjellige utskriftsmetoder som er tilgjengelige.
Grunnleggende funksjonalitet for 3D-skrivere
Det er for øyeblikket tre forskjellige 3D-utskriftsteknikker. De avviker i startmaterialet som brukes og modelleringsteknikken. Det grunnleggende prinsippet er alltid det samme:
- Malen for 3D-utskrift er ikke en tekstfil som for vanlige skrivere, men en 3D-mal som den kan utformes med CAD-programvare.
- De vanligste filtypene er STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modelling Language) og X3D (Extensible 3D).
- 3D-skriveren "mates" med disse malene. Modellen er da bygget av smeltbare materialer, pulver eller en viss væske.
- Alle tre vanlige 3D-skrivertyper påfører tynne lag som er herdet individuelt.
3D-skriver: hvordan fungerer stereolitografi?
Stereolithography (SLA) ble utviklet på 1980-tallet og er den eldste 3D-trykkteknologien.
- Flytende epoksyharpiks, som ligger i et basseng, fungerer som startmateriale.
- Det er en løfteplattform i bassenget som kan flyttes opp og ned. 3D-modellen er laget på dette.
- Ved begynnelsen av utskriften er heisen rett under overflaten av harpiksen - omtrent 0, 05 til 0, 25 mm.
- En laser, som er festet over bekkenet, herder modellens første lag.
- Nå beveger heisen seg litt ned. Avhengig av skrivertype og modellens filigran, er lagene 0, 05 til 0, 25 mm tykke. Epoksyharpiksen løper sammen over det første, allerede herdede laget.
- Nå er det neste laget av gjenstanden herdet og passer sømløst på det første underliggende laget.
- 3D-modellen er bygd opp lag for lag fra bunn til topp.
- Fordelen med SLA-prosessen er den glatte overflaten på modellen. Væsken har imidlertid ikke overhengende deler så lenge de ikke er helt herdet. Av denne grunn kan det hende at støttestrukturer må brukes.
Hvordan fungerer en 3D-skriver ?: Lasersintring
Selective Laser Sintering (SLS) eller Selective Laser Melting (SLM) bruker et pulver som råstoff. Polyamid 12 pulver brukes mest. Imidlertid er støping av sand belagt med plast og metall eller keramisk pulver også mulig som startmateriale.
- Lasersintring bruker ikke bare ett basseng, men to kummer anordnet ved siden av hverandre, hver med en løfteplattform.
- Pulveret er råvaren i et kum (venstre på bildet).
- En rulle henter pulveret og ruller det over heisen i nabobassenget, som ligger øverst i begynnelsen.
- En laser smelter eller overvintrer pulveret (i tilfelle keramikk) slik at det binder og herder. Det første laget av objektet opprettes.
- Heisen i pulvervaskbeholderen beveger seg litt opp, den i gjenstandskummen senker seg litt.
- Rullen påfører neste lag med pulver på det første, herdede laget av gjenstanden, og laseren begynner å herde igjen.
- Så modellen er bygd opp lag for lag fra bunn til topp.
- Fordelen med prosessen er det allsidige materialvalget. I tillegg trenger det ikke å anordnes støtter, siden pulveret herdes øyeblikkelig og bærende.
- I motsetning til stereolitografi har objektene en ru overflate under lasersintring. Skriverne er også veldig dyre og er derfor mer utviklet for industri.
Fused Deposition Modelling (FDM): 3D-skrivere for private brukere
Fused deposition modellering (FDM) er den mest utbredte metoden.
- Materialer brukes som blir flytende eller støpes under varme - for eksempel termoplastiske materialer som PVA, PET og nylon, men også sjokolade og voks.
- Materialet varmes opp i en dyse og kondenseres. Deretter blir det påført et lag på visse punkter - veldig likt klassisk utskrift - og deretter avkjølt slik at det blir hardere.
- Som med de andre prosessene, skaper dette det ene laget etter det andre.
- En annen ulempe er at modellen ikke herder helt umiddelbart. Av denne grunn kan støttestrukturer kanskje planlegges i.
- Men skrivere og materialer er relativt billige, så de passer også for private brukere.