Początki technologii SLA:
Charles Hull, założyciel firmy 3D Systems, opatentował proces stereolitografii w 1986 roku. W technologii SLA wykorzystuje się specjalne żywice fotosensybilne, które utwardzają się pod wpływem promieniowania UV. Proces polega na warstwowym utwardzaniu żywicy za pomocą lasera lub innej formy promieniowania UV.
Rozwój technologii FDM:
Kolejnym ważnym etapem rozwoju druku 3D było opracowanie technologii Fused Deposition Modeling (FDM) przez Scotta Crumpa w latach 80. Crump założył firmę Stratasys, która wprowadziła na rynek pierwsze drukarki 3D oparte na technologii FDM. W procesie FDM termoplastyczny filament jest stopiony i precyzyjnie nanoszony warstwa po warstwie, aby utworzyć obiekt 3D.
Rozwój innych technologii
Po wprowadzeniu technologii SLA i FDM, powstało wiele innych metod druku 3D, takich jak Selective Laser Sintering (SLS), Electron Beam Melting (EBM), Digital Light Processing (DLP) czy Inkjet 3D Printing. Każda z tych technologii ma swoje unikalne właściwości i zastosowania.
Jak powstaje filament:
Filament to materiał wykorzystywany w drukarkach 3D, który jest stopiony i nanoszony warstwa po warstwie, tworząc obiekt 3D. Proces produkcji filamentu obejmuje kilka kroków:
Surowce:
Filamenty 3D są zwykle wykonane z termoplastycznych materiałów, takich jak PLA (polilaktyd), ABS (akrylonitryladienobuta-1,3-dien-styren), PETG (polietylenotereftalan glikol) czy nylon. Surowce te są dostępne w postaci granulek lub w formie recyklingowej.
Topnienie i formowanie:
Surowce są poddawane procesowi topnienia w specjalnych maszynach zwanych ekstruderami. Podczas topnienia surowce stają się plastyczne i płynne. Następnie przetłaczane są przez matrycę, która nadaje im odpowiedni kształt. W przypadku wielu filamentów dodawane są również barwniki, aby uzyskać pożądane kolory.
Chłodzenie i nawijanie:
Po formowaniu filament jest chłodzony, aby utrwalić jego kształt. Następnie przechodzi przez system nawijania, gdzie jest zwijany na odpowiednich szpulach lub rolkach. Filamenty są zwykle dostępne w standardowych rozmiarach, takich jak 1,75 mm lub 2,85 mm, aby pasować do różnych drukarek 3D.
Jak wygląda drukowanie w 3D?
Proces drukowania 3D polega na utworzeniu obiektu warstwa po warstwie, na podstawie modelu 3D.
Tworzenie modelu 3D:
Pierwszym krokiem jest stworzenie lub pobranie modelu 3D, który chcemy wydrukować. Można to zrobić za pomocą specjalistycznego oprogramowania do modelowania 3D, takiego jak Blender, SolidWorks czy Autodesk Fusion 360. Istnieją także platformy online, które oferują gotowe modele do pobrania.
Przygotowanie modelu:
Przed rozpoczęciem drukowania model 3D musi być odpowiednio przygotowany. Proces ten obejmuje m.in. skalowanie, obracanie, poprawę geometrii, naprawę błędów, dodanie podpór lub układanie modelu na płycie drukarki.
Wybór materiału i ustawienia drukarki:
Następnie należy wybrać odpowiedni filament i ustawić parametry drukarki 3D, takie jak temperatura druku, prędkość, rozdzielczość czy gęstość wypełnienia. Te ustawienia będą zależne od materiału i oczekiwanego efektu.
Drukowanie:
Gdy model jest przygotowany, można go przesłać do drukarki 3D. Proces drukowania polega na stopieniu filamentu i precyzyjnym nanoszeniu go warstwa po warstwie na podłoże drukarki. Drukowanie może trwać od kilku minut do kilkudziesięciu godzin, w zależności od rozmiaru i złożoności modelu.
Programy do drukowania 3D:
Do drukowania 3D można używać różnych programów i narzędzi, które umożliwiają przygotowanie modelu i sterowanie drukarką. Do najpopularniejszych programów należą:
Ultimaker Cura:
Cura to darmowy i otwartoźródłowy program do przygotowania modeli 3D do druku. Pozwala na skalowanie, obracanie, dodawanie podpór, ustawianie parametrów druku i generowanie plików G-code, które są odczytywane przez drukarkę 3D.
PrusaSlicer:
Jest to narzędzie dedykowane dla drukarek 3D firmy Prusa. Pozwala na podobne funkcje jak Cura, takie jak przygotowanie modelu, ustawianie parametrów druku i generowanie plików G-code.
Simplify3D:
To zaawansowane komercyjne oprogramowanie do drukowania 3D. Oferuje rozbudowane możliwości konfiguracji druku, zaawansowane algorytmy obsługi podpór, wielokrotne ekstrudery i wiele innych funkcji.
Przeglądarki druku 3D:
Istnieją również przeglądarki internetowe, które pozwalają na przeglądanie, modyfikację i drukowanie modeli 3D bez konieczności instalowania oprogramowania. Przykładem takiej przeglądarki jest AstroPrint czy Tinkercad.
Programy do drukowania 3D oferują różnorodne funkcje, w tym przygotowanie modelu, edycję geometrii, generowanie podpór, ustawienia parametrów drukowania i generowanie plików G-code. Każdy program może mieć różne możliwości i interfejs użytkownika, dlatego warto wypróbować kilka z nich i wybrać ten, który najlepiej odpowiada indywidualnym potrzebom i preferencjom. Warto w tym celu również skontaktować się ze specjalistą, żeby wybrać dobry sprzęt i oprogramowanie.