S čím tiskne 3D tiskárna?

Jestliže se dříve 3D tiskárny (počítačem řízené stroje vytvářející díly aditivní metodou), které tisknou trojrozměrné modely, používaly pouze ve výrobních podmínkách, dnes si může pořídit zařízení pro osobní potřebu téměř každý. Pomocí nich můžete vytvořit téměř vše: od malých drobností po zbraně a dokonce i budovy.

Technologie 3D tisku

Technologie aditivního tisku byla vyvinuta v 80. letech minulého století. 3D tiskárny se rozšířily na začátku 21. století.

Princip činnosti strojů pro tisk trojrozměrných dílů lze rozdělit do 3 fází:

• vytvoření modelu v programu;
• zpracování modelu pomocí softwaru;
• formování (tisk) předmětu vrstvením materiálu.

Existuje několik technologií aditivního tisku, včetně:

1. Metoda tavené depozice (FDM). Modely vznikají pokládáním roztavených nití z vosku, kovu nebo plastu v určitém pořadí.
2. Stereolitografie (SLA). Jako základ předmětu je použit tekutý polymer, který vlivem laserového záření tvrdne.
3. Selektivní laserová fúze (SLM).Technologie, při které jsou kovové části součástí a sestav vytvářeny z kovových třísek podle matematických modelů.
4. Digitální LED tisk (DLP). Technologie zahrnuje použití tekutého plastu, který tvrdne pod vlivem ultrafialového světla.

ODKAZ! Jedním z nejnovějších poznatků vědců jsou biotiskárny, jejichž technologie tisku zahrnuje tvorbu orgánů a tkání. Předměty vznikají spojením kapiček obsahujících živé buňky, které se pak musí začít dělit, růst a upravovat.

S čím tiskne 3D tiskárna?

V závislosti na oblasti použití a účelu zařízení lze k vytvoření trojrozměrných modelů použít různé materiály.

ABC plast

Vědecký název plastu je akrylonitrilbutadienstyren. Je to jeden z nejlepších spotřebních materiálů pro objemové modelování, protože má mnoho pozitivních vlastností - odolnost proti nárazu, elasticitu a odolnost proti opotřebení. Plast ABC je navíc netoxický a bez zápachu. Materiál si můžete zakoupit ve formě cívek tenkých nití.

DŮLEŽITÉ! Z plastu ABC lze vytvořit pouze jednobarevné, husté modely. Výrobky budou odolné a neztratí svůj vzhled a kvalitu, pokud budou skladovány mimo přímé sluneční světlo.

Akryl

Na rozdíl od plastu ABC lze akryl použít k tisku průhledných modelů. Jeho bod tání přesahuje 240 stupňů Celsia, což je třeba vzít v úvahu, protože akryl při chlazení velmi rychle tvrdne.

DŮLEŽITÉ! Vzduchové bubliny vytvořené v akrylu mohou zkazit vzhled hotového výrobku.

Beton

Pro tisk na aditivačních strojích se používají nové druhy betonu, které jsou téměř totožné s kamennými stavebními materiály. K dnešnímu dni byly vytvořeny pouze zkušební vzorky. Obrovská zařízení dokážou vytisknout malý dům za méně než jeden den.

Papír

Papírové modely vytištěné na 3D tiskárnách se nejčastěji používají k vytváření prototypů počítačových projektů. Samotné modely nejsou odolné ani vzhledově atraktivní, ale vznikají rekordní rychlostí. Zařízení, která používají papír jako spotřební materiál, vytvářejí modely lepením jedné vrstvy na druhou.

DŮLEŽITÉ! Papír je jedním z nejdostupnějších a nejrozšířenějších materiálů pro domácí modelování.

Hydrogel

Měkký materiál, biokompatibilní s živými tkáněmi, se používá ve 3D modelování k vytvoření různých transportních zařízení, která dokážou dopravit léky hluboko do lidského těla.

Vědci z USA tak vytvořili roboty, jejichž výška nepřesahovala 1 cm.Na jejich povrch byly umístěny buňky srdeční tkáně, které je po stažení uvedly do pohybu. Plánuje se, že se takoví roboti v budoucnu budou moci podílet na diagnostice a léčbě mnoha nemocí různé závažnosti.

Sádra

Sádrové materiály ve 3D tisku jsou stejně rozšířené jako papír, akryl nebo plast. Modely vyrobené z nich nejsou zvláště odolné, ale dostupné náklady tuto okolnost zcela pokrývají. Výrobky ze sádry se používají k navrhování prezentačních projektů.

Dřevěné vlákno

Dřevěné vlákno je inovativní materiál. Myšlenka stvoření patří slavnému vynálezci Kai Party.Vlákno sestávající ze syntetických materiálů a přírodního dřeva má vlastnosti podobné polylaktidu. Výrobky z něj jsou podobné věcem vyrobeným z přírodního dubu nebo břízy, ale na rozdíl od nich jsou mnohem pevnější a odolnější.

DŮLEŽITÉ! Dřevěné vlákno se dnes používá pouze v tiskárnách RepRap.

Led

Ledové figury neobyčejné krásy lze vytvářet i na 3D tiskárnách. Od roku 2006 se díky vývoji dvou kanadských vědců ukázalo, že nejen akryl a papír lze použít jako spotřební materiál pro 3D tisk. Směs vody a metyléteru se při teplotách pod 22 stupňů mění v malé předměty, které ovšem nejsou nijak zvlášť odolné a pevné.

Kovový prášek

Díky použití kovového prášku bylo možné vytvářet produkty, které jsou vysoce odolné - díly a náhradní díly pro zařízení a elektroniku, dokonce i šperky se tisknou z lehkých drahých kovů a jejich slitin, jako je měď, hliník, zlato a stříbrný.

DŮLEŽITÉ! Výrobky vyrobené z takového prášku mají samy o sobě vysokou tepelnou vodivost. Pro jeho neutralizaci se do něj přidávají keramické třísky.

Nylon

Nylon se často používá v trojrozměrném modelování, protože díly vytvořené s jeho pomocí jsou měkké a elastické.

DŮLEŽITÉ! Nylon má mnoho nevýhod, včetně toxicity.

Polykaprolakton

Polykaprolakton je považován za jeden z nejoblíbenějších spotřebních materiálů pro aditivní modelování. Pod vlivem mínusových teplot dobře taje, rychle tvrdne, je biologicky odbouratelný a absolutně nezávadný.

Polykarbonát (PC)

Polykarbonát je plast, který si může zachovat své vlastnosti a vlastnosti pod vlivem různých teplot. Používá se k vytváření těžkých modelů.

Polylaktid (PLA)

Polylaktid je uznáván jako nejbezpečnější a nejekologičtější materiál. Vyrábí se z řepné a kukuřičné siláže a biomasy. Mezi nevýhody polylaktidu patří jeho křehkost a schopnost rozkládat se vlivem tepla a světla.

Polypropylen (PP)

Polypropylen je uznáván jako nejlehčí plastová hmota známá na světě. Dobře odolává oděru, ale hůře se taví. V chladu mění tvar a je nestabilní vůči kyslíku.

Polyfenylsulfon (PPSU)

Polyfenylsulfon, který svým vzhledem připomíná obyčejné sklo, je mnohonásobně pevnější než polypropylen. Do 3D modelování přišel z leteckého průmyslu a byl uznáván jako nejlepší materiál pro vytváření produktů s vysokou tepelnou odolností a tvrdostí.

Polyetylen s nízkou hustotou (HDPE)

Polyetylen se vyskytuje v každodenním životě téměř na každém kroku. Vyrábí se z něj plastové obaly na nápoje, obalové fólie a nádoby, PVC trubky atd. Je špičkou v 3D tisku, protože jej lze použít v kterékoli ze známých technologií.

Čokoláda

3D tiskárny „poháněné čokoládou“ se brzy stanou nepostradatelným atributem každé cukrárny. S jejich pomocí můžete vytvářet postavy ze sladkého materiálu jakékoli složitosti. Technologie jejich tvorby spočívá v postupném vrstvení jedné vrstvy čokolády na druhou, která v chladu rychle tuhne.

Jiné materiály

Na světě existuje obrovský výběr 3D tiskáren, které používají nejneočekávanější spotřební materiál.Patří mezi ně zařízení, která fungují na vápno, jídlo a dokonce i živou organickou hmotu. Zda získají širokou oblibu a stanou se žádanými, ukáže až čas.