Postupak po kojem je cijela struka dobila popularno ime. Glava nalik onoj u tintnome pisaču ne nanosi materijal nego vezivo koje slijepi zrna praha. Izradba teče bez ijednoga stupnja topline, pa nema iskrivljenja — ali dio koji izađe iz stroja tek je polovica posla.
3D tiskanje pripada kategoriji mlaznoga nanošenja veziva. Postupak je 1993. razvijen na Massachusettskom institutu za tehnologiju i ondje nazvan Three Dimensional Printing — upravo taj naziv poslije je u javnosti preuzeo cijelo područje, pa danas 3DP označava i jedan konkretan postupak i, u svakodnevnom govoru, sve ostale.
Razlika prema srašćivanju praha je temeljna: ovdje se prah ne tali niti sinterira. Glava nanosi tekuće vezivo na zadana mjesta i ono slijepi zrna, otprilike kao kad se tinta upije u papir. Cijela izradba teče na sobnoj temperaturi.
Prva je dobra: bez topline nema stezanja pri hlađenju, dakle nema zaostalih naprezanja ni krivljenja. Velike i plosnate dijelove, koji su kod ostalih postupaka najteži slučaj, ovdje se izrađuje bez teškoća.
Druga je zahtjevna: dio koji izlazi iz stroja drži se samo na vezivu. Zove se sirovi dio i krhak je poput komada krede — ne smije se dizati bez potpore i ne podnosi nikakvo opterećenje. Tek ga naknadna obradba čini upotrebljivim, a ona se razlikuje od materijala do materijala.
| Veličina | Uobičajeno | Napomena |
|---|---|---|
| Debljina sloja | 0,05 – 0,2 mm | kod pijeska i do 0,3 mm |
| Točnost sirovoga dijela | ±0,2 mm | izradba bez topline, pa nema krivljenja |
| Točnost nakon sinteriranja | ±0,5 – 1 % mjere | vrijedi za metalne dijelove |
| Stezanje pri sinteriranju | 15 – 22 % | predviđa se u modelu prije ispisa |
| Brzina | vrlo velika | glava pokriva cijelu širinu plohe u jednome prolazu |
| Radni prostor | do 1800 × 1000 × 700 mm kod pijeska | najveći radni prostori u modulu |
| Boja | puna paleta kod gipsanoga praha | vezivo se boji kao tinta |
Gdje se ne bira? Za pojedinačan nosivi polimerni dio — takav ovdje ne postoji, jer gipsani dio nikada ne postaje konstrukcijski. I za fini detalj s glatkom plohom, jer je ploha zrnata kao kod srašćivanja praha.
Pješčani kalup s jezgrama izvađen iz stroja, obojeni anatomski model i metalni dio prije i poslije sinteriranja, sa zamjetnom razlikom u veličini.
Ciklus je sličan srašćivanju praha — razgrtanje sloja, obrada presjeka, spuštanje platforme — ali umjesto lasera presjek obrađuje glava s mlaznicama. Glava je široka koliko i radna ploha ili prelazi u nekoliko traka, pa se cijeli presjek obradi u jednome prolazu bez obzira na to koliko je složen. Odatle i velika brzina.
Vezivo je tekućina na vodenoj ili smolastoj osnovi; kod pijeska su to furanska i fenolna veziva, kod gipsa vodena s bojilom, a kod metala smolasta koja pri kasnijem grijanju izgore bez ostatka. Nakon nanošenja vezivo se često podsuši infracrvenom lampom, da sloj bude dovoljno čvrst za sljedeće razgrtanje.
Ovdje se postupak grana prema materijalu, i tu je težište cijele jedinice:
Povuci klizače: mjera modela računa se iz tražene gotove mjere i očekivanoga stezanja.
Račun nije složen, ali je nemilosrdan: mjera u modelu jednaka je traženoj mjeri podijeljenoj s razlikom jedinice i udjela stezanja. Pogreška od jednoga postotka u pretpostavljenome stezanju na dijelu od sto milimetara znači promašaj od više od milimetra — mnogo više od tolerancije koju bi kupac očekivao.
Zato se stezanje ne uzima iz prospekta nego se izmjeri na ispitnome komadu, za tu kombinaciju praha, veziva, peći i položaja u njoj. I dalje ostaje problem što stezanje nije jednako u svim smjerovima ni na svim mjestima dijela, pa se kod odgovornih dijelova predviđa i naknadna obradba mjera.
Klikni korak da vidiš što se u njemu događa.
Klikni broj da vidiš što koji dio radi.
Uz stroj obavezno ide i oprema izvan njega: postaja za čišćenje s usisom i zatvorenim prostorom, sustav za prosijavanje i povrat praha te, kod metala i keramike, peć s nadziranim tijekom temperature. Peć je često skuplja od samoga pisača i određuje koliko se velik dio uopće može izraditi.
Stroj je u načelu isti, ali se postupak nakon ispisa toliko razlikuje da je bolje govoriti o trima različitim proizvodnjama koje dijele istu glavu i isti razgrtač.
Odaberi izvedbu.
Materijal je ovdje uvijek par: prah i vezivo koje na njega pristaje. Prah određuje što će dio biti, a vezivo koliko će sirovi dio biti čvrst i što se s njim poslije može raditi. Zamjena jednoga bez drugoga u pravilu ne radi.
Klikni materijal.
Kao i kod srašćivanja praha, zrna moraju biti pravilna i uske raspodjele veličina. Presitna zrna lebde i slabo se razgrću, prekrupna daju poroznu i hrapavu plohu. Kod metalnoga praha uz to se nadzire i sadržaj kisika, jer utječe na sinteriranje.
Klikni korak.
Mlazno nanošenje veziva najbrži je postupak u modulu i jedini koji radi posve hladno, pa nema krivljenja ni zaostalih naprezanja i podnosi najveće radne prostore. Zauzvrat dio iz stroja nije gotov proizvod nego polufabrikat, a kod metala i keramike sve odlučuje ono što se dogodi u peći. Za pješčane kalupe i modele u boji nema mu premca; za pojedinačan nosivi dio bira se drugi postupak.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.