Najpoužívanejšie metódy 3D tlače

Fused Deposition Modeling (FDM)

Metóda FDM je najrozšírenejšou metódou 3D tlače. Tlačiareň má jednu alebo viac tavných hláv (extrudérov), do ktorých je privádzaný materiál vo forme tenkého plastového drôtu (filamentu) najčastejšie o priemere 1,75 mm. Filament sa postupne topí v extrudéry a potom nanáša na tlačiacu podložku, kde okamžite tuhne. Po ukončení jednej vrstvy sa extrudér posunie vo vertikálnom smere o jednu úroveň vyššie a pokračuje nanášaním ďalšej vrstvy. Tento proces sa opakuje, až kým nie je hotový celý model.

Stereolitography (SLA)

Tento spôsob 3D tlače patrí medzi najstaršie a je založený na princípe vytvrdzovania fotopolyméru (plast citlivý na svetlo), ktorý je ožarovaný UV svetlom. Fotopolymér je v tekutej forme a po jeho ožiarení dochádza k jeho vytvrdzovaniu. Osvetľované sú vždy len tie miesta danej vrstvy, ktoré majú byť vytvrdené a po ich vytvrdnutí sa výtlačok posunie o úroveň nižšie pod hladinu fotopolyméru tak, aby mohla byť ožiarená ďalšia vrstva. Hotové diely sú veľmi hladké, ale nevýhodou je, že majú slabé mechanické vlastnosti. Ďalšou nevýhodou je pomalá rýchlosť tlače.

Selective Laser Sintering (SLS)

Metóda laserového spekania prášku je založená na princípe postupného nanášania vrstiev materiálu vo forme prášku na nanášaciu dosku, ktorý je následne spekaný laserom pri teplote polovičnej ako je teplota tavenia. Po spečení jednej vrstvy sa doska posunie o úroveň nižšie, nanesie sa nová vrstva prášku a následne sa prášok opäť spečie laserom. Na rozdiel od metódy SLA je hotový výtlačok presnejší a pevnejší, ale má horšiu kvalitu povrchu. Pri tejto metóde je možné použiť širokú škálu materiálov ako sklo, kovy, plasty alebo keramiku. Výhodou tejto metódy je, že nie je potrebná tlač podporného materiálu, pretože podpory tvorí nespečený prášok z predchádzajúcich vrstiev. Ďalšou výhodou je, že nespečený prášok môže byť po ukončení tlače opäť použitý.

Laminated Object Manufacturing (LOM)

K tvorbe 3D modelu sú používané papierové, plastové alebo kovové fólie navinuté na rolkách. Tieto fólie sú vrstvené a lepené na seba. Pred každým položením ďalšej vrstvy sa musí na predchádzajúcej fólii laserom vyrezať požadovaný tvar. Touto technológiou sa dajú zhotoviť veľmi presné modely s kvalitným povrchom a náklady na obstaranie tlačiarne tohto typu nie sú príliš vysoké. Nevýhodou však je veľké množstvo odpadu, ktoré vzniká pri tlači.

Postup výroby

Postup výroby, do ktorého patrí návrh a tvorba 3D modelu, kontrola správnosti 3D modelu, voľba typu tlačiarne a materiálu, optimalizácia nastavení 3D tlačiarne, vygenerovanie kódu pre 3D tlačiareň, samotná 3D tlač a finálne úpravy výtlačku sa delí do 3 základných celkov a to: preprocessing, processing a postprocessing.

Preprocessing

Každá 3D tlač začína pri návrhu a zhotovení 3D modelu. 3D model je možné získať troma spôsobmi. Prvý spôsob je, že je model samostatne navrhnutý a vymodelovaný v jednom zo širokej škály modelovacích softwarov. Druhá možnosť je, že sa zhotoví 3D model už existujúceho objektu, ktorý je naskenovaný pomocou 3D skeneru a nahraný do počítaču. Posledná možnosť je, že sa hotový model jednoducho stiahne z internetu.

Už pri samotnej tvorbe modelu je treba myslieť na komplikovanosť jeho tvarov, či ich bude možné dostupnou 3D tlačiarňou zhotoviť. Veľkú rolu zohrávajú aj maximálne a minimálne rozmery, ktoré je tlačiareň schopná tlačiť. V prípade, že je treba model vytlačiť daných rozmerov aj napriek tomu, že sú jeho rozmery väčšie ako je tlačiareň schopná tlačiť, je tu možnosť, že bude diel rozdelený na viacej častí.

Processing

Do tohto procesu patrí samotná 3D tlač. Nahratie kódu do 3D tlačiarne je možné prepojením počítaču s tlačiarňou pomocou káblu, USB alebo po sieti. Ďalšia možnosť je tlač z SD karty, na ktorej je kód nahratý.

Postprocessing

Do postprocessingu patria finálne úpravy vytlačeného dielu. V závislosti od použitého typu 3D tlače sem patrí napríklad odstránenie podpôr alebo zbavenie sa nadbytočného materiálu vo forme prášku, ktorý sa nachádza v dutinách výtlačku. Môžeme k tomu použiť napríklad otryskavanie vodou alebo prúd vzduchu.

Výtlačok môžeme ďalej upravovať napríklad brúsením, leptaním, lakovaním, farbením, natavením alebo leštením. Medzi finálne úpravy taktiež patrí aj lepenie, vŕtanie či hocijaká dodatočná úprava rozmerov alebo povrchu.

Pokiaľ bola tlač prevedená technológiou tlače a materiálom, ktoré majú sami o sebe dobrú kvalitu povrchu, ďalšie opracovanie nie potrebné. Taktiež netreba súčiastku ďalej upravovať, ak má byť použitá za účelom, pri ktorom nezáleží na kvalite povrchu.

Zdroj:

https://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=147985