Hvordan fungerer en 3D-printer? - Klart forklaret

3D-printere bliver billigere og mere interessante for private brugere. Vi forklarer, hvordan en 3D-printer fungerer, og hvilke forskellige udskrivningsmetoder, der er tilgængelige.

Grundlæggende funktionalitet for 3D-printere

Der er i øjeblikket tre forskellige 3D-udskrivningsteknikker. De adskiller sig i det anvendte udgangsmateriale og modelleringsteknikken. Det grundlæggende princip er altid det samme:

• Skabelonen til 3D-udskrivning er ikke en tekstfil som med almindelige printere, men en 3D-skabelon, da den kan designes med CAD-software.
• De mest almindelige filtyper er STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modelling Language) og X3D (Extensible 3D).
• 3D-printeren "fodres" med disse skabeloner. Modellen er derefter bygget af smeltelige materialer, pulver eller en bestemt væske.
• Alle tre almindelige 3D-printertyper anvender tynde lag, der er individuelt hærdet.

3D-printer: hvordan fungerer stereolitografi?

Stereolitografi (SLA) blev udviklet tilbage i 1980'erne og er den ældste 3D-udskrivningsteknologi.

• Flydende epoxyharpiks, der er placeret i et bassin, tjener som udgangsmateriale.
• Der er en løfteplatform i poolen, der kan flyttes op og ned. 3D-modellen oprettes på dette.
• Ved udskrivningens start er liften lige under overfladen af ​​harpiksen - ca. 0, 05 til 0, 25 mm.
• En laser, der er fastgjort over bækkenet, hærder modelens første lag.
• Nu kører løfteren lidt ned. Afhængig af printertypen og modelens filigran, er lagene 0, 05 til 0, 25 mm tykke. Epoxyharpiksen løber sammen over det første, allerede hærdede lag.
• Nu er det næste lag af objektet hærdet og passer problemfrit på det første underliggende lag.
• 3D-modellen er opbygget lag for lag fra bund til top.
• Fordelen ved SLA-processen er den glatte overflade af modellen. Væsken har dog ikke overhængende dele, så længe de ikke er hærdet. Af denne grund kan støttestrukturer muligvis bruges.

Hvordan fungerer en 3D-printer ?: Laser sintring

Selective Laser Sintering (SLS) eller Selective Laser Melting (SLM) bruger et pulver som råmateriale. Polyamid 12-pulver bruges mest. Imidlertid er støbningssand belagt med plast og metal eller keramisk pulver også muligt som udgangsmateriale.

• Laser sintring bruger ikke kun et bassin, men to bassiner arrangeret ved siden af ​​hinanden, hver med en løfteplatform.
• Pulveret er råmaterialet i et bassin (venstre på billedet).
• En rulle henter pulveret og ruller det over liften i den nærliggende pool, som er øverst i begyndelsen.
• En laser smelter eller overvintrer pulveret (i tilfælde af keramik), så det binder og hærder. Det første lag af objektet oprettes.
• Liften i pulvervaskebeholderen bevæger sig lidt op, den i objektsbassinet sænkes lidt.
• Rullen påfører det næste lag pulver på det første, hærdede lag af genstanden, og laseren begynder at hærde igen.
• Så modellen er opbygget lag for lag fra bund til top.
• Fordelen ved processen er det alsidige valg af materialer. Derudover behøver der ikke arrangeres nogen understøtninger, da pulveret hærdes øjeblikkeligt og bærende.
• I modsætning til stereolitografi har objekterne en ru overflade under lasersintring. Printerne er også meget dyre og er derfor mere udviklet til industrien.

Fused Deposition Modelling (FDM): 3D-printere til private brugere

Fused deposition modellering (FDM) er den mest udbredte metode.

• Der anvendes materialer, der bliver flydende eller formbare under varme - for eksempel termoplastiske materialer som PVA, PET og nylon, men også chokolade og voks.
• Materialet opvarmes i en dyse og flydende. Derefter påføres det på et lag på bestemte punkter - meget lig klassisk udskrivning - og afkøles derefter, så det hærder.
• Som med de andre processer skaber dette det ene lag efter det andet.
• En anden ulempe er, at modellen ikke hærder helt med det samme. Af denne grund kan det være nødvendigt at planlægge støttestrukturer i.
• Men printere og materialer er relativt billige, så de er også velegnede til private brugere.