Druk 3D - możliwości i wykorzystanie

printer 4348150 1920
O Projekcie

Skąd wzięły się drukarki 3D?

O metodach druku przestrzennego większość osób usłyszała dopiero w XXI wieku. Sam pomysł zbudowania konstrukcji, która pozwoli na fizyczne odwzorowanie projektu ściśle według rysunku technicznego, powstał jednak jeszcze w wieku XX. Nie był to jednak jeszcze druk 3D w dzisiejszym rozumieniu, ponieważ wzór krystalizowano – warstwa po warstwie – w płynnym polimerze, przy użyciu wiązki lasera. 

Wszystkie drukarki 3D, niezależnie od metody, wykonują części w oparciu o zasadę: trójwymiarowy model powstaje poprzez utwardzanie materiału nakładanego warstwa po warstwie. Finalnie elementy poddawane są obróbce wykończeniowej, której celem jest poprawa właściwości mechanicznych oraz wyglądu. Najczęściej wykorzystywanymi metodami są FDM/FFF (Fused Deposition Modeling/Fused Filament Fabrication) – są to metody polegające na nanoszeniu termoplastycznego materiału warstwa po warstwie. Filament (materiał w formie żyłki) podgrzewany jest w tzw. ekstruderze, a następnie nakładany na siebie przy pomocy głowicy.

  • - Druk 3D polega na wykonaniu elementu na podstawie trójwymiarowego modelu przez utwardzanie materiału warstwa po warstwie.
  • - Wytwarzanie addytywne wymaga przejścia przez etapy modelowania, drukowania i wykończenia.
  • - Z tej technologii korzystają m.in.: motoryzacja, lotnictwo, budownictwo i branża odzieżowa.

Proces druku

nx design cad trials software 640x360 tcm83 59132

Przygotowywanie projektu w programie CAD.

Drukowanie 3D to proces wytwarzania trójwymiarowego elementu na podstawie takiego samego modelu komputerowego. Każda z wykonanych warstw jest cienkim przekrojem poziomym drukowanego obiektu. W tradycyjnych technologiach wytwarzania element powstaje przez odejmowanie materiału, wycinanie np. przy pomocy frezarki, ale wtedy zużywa się go więcej. Każdy proces składa się z trzech etapów.

Modelowanie

Trójwymiarowe modele można stworzyć, wykorzystując programy komputerowe typu CAD lub użyć skanera 3D, ewentualnie wykonać zdjęcia, a następnie wykorzystać oprogramowanie komputerowe do fotogrametrii. Nieprawidłowo opracowany trójwymiarowy model można naprawić.

Drukowanie

Przed rozpoczęciem druku należy sprawdzić poprawność trójwymiarowego modelu – jeśli jest on prawidłowo wykonany, trzeba dobrać parametry, takie jak np. temperatura i wysokość warstwy. Podczas ustawiania parametrów warto uwzględnić materiał, metodę oraz geometrię elementu. Kolejnym etapem będzie użycie oprogramowania, które podzieli model na warstwy. Druk może potrwać od kilku minut do kilku dni, zależnie od metody, wielkości elementu, skomplikowania modelu, a także od samego urządzenia. Po zakończonym procesie następuje usunięcie zbędnego materiału oraz oderwanie lub odcięcie elementu od stołu.

Wykończenie

Powierzchnie wydrukowanych części są porowate, dlatego przedmioty poddaje się jeszcze obróbce wykończeniowej, aby je wygładzić. Rodzaj obróbki zależy od użytego materiału. W procesie wykończenia usuwa się podpory, czyli elementy, których zadaniem jest wsparcie głównej konstrukcji, żeby ochronić ją przed odkształceniem. Są metody pozwalające drukować kolorowe części, można też gotowe elementy lakierować lub malować.

Korzyści

Podstawową zaletą druku 3D jest możliwość wytwarzania elementów o skomplikowanej geometrii, które trudno uzyskać tradycyjnymi metodami. W odlewnictwie każda część wymaga unikatowej formy, konsekwencja tego faktu to także wyższy wydatek. Żeby go zmniejszyć, produkowano elementy seryjnie w dużo większej liczbie niż to konieczne, bo seryjne wytwarzanie w tradycyjnych technologiach jest tańsze. Druk 3D pozwala natomiast łatwo wykonać przedmioty na indywidualne zamówienie klienta.

Niewątpliwym walorem pozostaje szeroka gama materiałów, z których najpopularniejsze są tworzywa sztuczne. W przemyśle wykorzystuje się również metale, np. stal nierdzewną, tytan i miedź. Ściany budynków powstają w technologii druku 3D z użyciem betonu. Powszechnie stosowane są kompozyty, które mogą zawierać cząsteczki metalu, ceramiki, drewna lub włókien węglowych. Ważne jednak, aby pamiętać, że każdy materiał wymaga dobrania innych parametrów niezbędnych do prawidłowego zakończenia procesu druku.


W naszym parku maszynowym posiadamy również drukarki 3D. Jeżeli chcesz zapoznać się z naszymi realizacjami odwiedź nasze portfolio, a w przypadku stosowanych rozwiązań stronę poświęconą naszej technologii. Chcesz wysłać zapytanie ofertowe? Pisz na info@stolmar.co