Aditivní výroby nebo 3D tisku, byl populární metoda vytváření prototypů od roku 1980 a je rychle stává nejrychlejší, cenově nejdostupnější způsob, jak vytvořit vlastní spotřebního zboží, stejně. Jak ale tato moderní technologie funguje?

existuje několik různých metod 3D tisku, ale nejpoužívanější je proces známý jako FDM (FDM). Tiskárny FDM používají termoplastické vlákno, které se zahřívá na teplotu tání a poté se vytlačuje vrstvou po vrstvě, aby se vytvořil trojrozměrný objekt.

technologie za FDM byla vynalezena v roce 1980 Scott Crump, spoluzakladatel a předseda Stratasys Ltd., přední výrobce 3D tiskáren. Jiné organizace pro 3D tisk od té doby přijaly podobné technologie pod různými názvy. Brooklynská společnost MakerBot (nyní vlastněná společností Stratasys) byla založena na téměř identické technologii známé jako Fuzed Filament Fabrication (FFF).

jak funguje FDM

objekty vytvořené pomocí tiskárny FDM začínají jako soubory CAD (computer-aided design). Než lze objekt vytisknout, musí být jeho CAD soubor převeden do formátu, kterému 3D tiskárna obvykle rozumí .Formát STL.

FDM tiskárny používají dva druhy materiálů, modelovací materiál, který představuje hotový objekt a podpůrný materiál, který se chová jako lešení na podporu objektu, jako je tištěn.

Během tisku těchto materiálů ve formě plastových vláken nebo vláken, které se odvíjí z cívky a fed prostřednictvím vytlačování tryskou. Tryska taví vlákna a vytlačuje je na základnu, někdy nazývanou build platform nebo stůl. Tryska i základna jsou řízeny počítačem, který převádí rozměry objektu na souřadnice X, Y A Z pro trysku a základnu, které mají následovat během tisku.

v typickém systému FDM se vytlačovací tryska pohybuje vodorovně a svisle nad plošinou sestavení a „kreslí“ průřez objektu na plošinu. Tato tenká vrstva plastu ochlazuje a ztvrdne a okamžitě se váže na vrstvu pod ní. Jakmile je vrstva dokončena, základna je snížena-obvykle asi o jednu šestnáctinu palce-aby se vytvořil prostor pro další vrstvu plastu.

doba tisku závisí na velikosti vyráběného objektu. Malé objekty-jen pár kubických palců-a vysoké, tenké objekty tisknou rychle, zatímco větší, geometricky složitější objekty tisknou déle. Ve srovnání s jinými metodami 3D tisku, jako je stereolitografie (SLA) nebo selektivní laserové slinování (SLS), je FDM poměrně pomalý proces.

Jakmile se objekt pochází z FDM tiskárny, její podpůrné materiály jsou odstraněny buď namáčení objektu do vody a saponátu, nebo v případě termoplastických podporuje, štěkat podpůrný materiál ručně. Objekty mohou být také broušené, frézované, lakované nebo chromované zlepšit jejich funkci a vzhled.

Co dělá

FDM je populární s podniky v různých průmyslových odvětvích, od automobilového průmyslu (BMW, Hyundai, Lamborghini) na spotřební zboží, výrobní (Black and Decker, Vytáčení, Nestle). Tyto společnosti používají FDM během vývoje produktů, prototypování a výrobních procesů.

nejběžnější tisk materiál pro FDM je akrylonitril-butadien-styrenu (ABS), společný termoplast, který se používá, aby se mnoho spotřebních výrobků, z LEGO kostek na divoké vodě kanoe. Spolu s ABS tisknou některé FDM stroje také v jiných termoplastech, jako je Polykarbonát (PC) nebo polyetherimid (PEI). Nosnými materiály jsou obvykle ve vodě rozpustný vosk nebo křehké termoplasty, jako je polyfenylsulfon (PPSF).

termoplasty vydrží teplo, chemikálie a mechanické namáhání, což z nich činí ideální materiál pro tisk prototypů, které musí odolat testování. A protože FDM může tisknout vysoce detailní objekty, je také běžně používán inženýry, kteří potřebují testovat díly pro fit a formu.

FDM se také používá k výrobě dílů pro konečné použití-zejména malých, detailních dílů a specializovaných výrobních nástrojů. Některé termoplasty lze dokonce použít v balení potravin a léčiv, díky čemuž je FDM populární metodou 3D tisku v lékařském průmyslu.

profesionální tiskárny FDM obvykle stojí mezi $ 10,000 a $ 300,000 ,což z nich činí jednu z nejlevnějších možností pro podniky investující do kompletního 3D tiskového systému.

společnosti používající FDM

zatímco Stratasys je zodpovědný za vynalézání FDM, není to jediná společnost, která profituje z této technologie. Během posledních dvou desetiletí se FDM stala nejpoužívanější metodou 3D tisku na světě.

mnoho společností, které vyrábějí tiskárny FDM, nabízí klientům také řadu služeb 3D tisku, včetně externího 3D modelování a tisku.

FDM doma

Některé FDM tiskárny — jako 3D Systému je Cube, MakerBot Replicator a Stratasys‘ Mojo — jsou určeny pro použití kutily, vynálezce, do-it-kutilové a majitelé malých podniků. Jsou malé, efektivní a uživatelsky přívětivé.

ale mít jednu z těchto 3D tiskáren ve vaší domácnosti není levné. Cube patří mezi nejdostupnější stolní FDM tiskárny na trhu za 1 299$. Stroje MakerBot jsou ještě dražší, v ceně od 2 549 do 3 299$. A Stratasys ‚ Mojo stojí necelých 10 000 dolarů.

tato populární technologie se však stává levnější, protože startupy 3D tisku, jako je Kalifornský Pirate3D, se snaží přinést 3D technologii do domovů průměrných spotřebitelů. Pirate3d je Buccaneer, který má vyjít v prosinci 2013 prodává za pouhých $ 347.

3D nadšenci, kteří si nepřejí koupit stolní FDM tiskárnu, si mohou vytvořit vlastní. Existuje mnoho stránek, prodej výstroje a dílů pro „replicating rapid-prototyper“ nebo RepRap, open-source 3D tiskárny design projekt založený na University of Bath ve velké BRITÁNII Tento FDM tiskárny je neustále vylepšována, ale konečným cílem projektu je vytvořit 3D tiskárny, které mohou tisknout nové kopie sebe sama.

Pro nejnovější zprávy a rysy o 3D Tisku, navštivte:

• LiveScience Téma: 3D Tisk