Glava s nekoliko stotina mlaznica kapa fotopolimer na podlogu i svjetlo ga skrutne u istome prolazu. Jedini je to postupak koji u jednome dijelu daje više materijala, tvrdoća i boja odjednom. Ova jedinica prolazi načelo rada, građu glave i stroja, izvedbe s jednim i s više materijala, vrste smola te tijek posla s ispiranjem potporne građe.
Ispisivanje mlazom fotopolimera pripada kategoriji mlaznoga nanošenja materijala prema normi ISO/ASTM 52900. Naziv PolyJet zaštićen je naziv tvrtke Stratasys; isti postupak pod nazivom MultiJet nudi i tvrtka 3D Systems. Načelo je posuđeno iz tintnoga pisača: umjesto tinte na papir, glava kapa fotopolimer na radnu ploču, a ultraljubičasto svjetlo skrutne ga u istome prolazu.
Razlika prema stereolitografiji temeljna je, iako oba postupka rade s istom vrstom materijala. Kod stereolitografije smola je već u kadi i svjetlo bira gdje će skrutnuti; ovdje se smola nanosi samo ondje gdje treba, pa nema kade, nema odvajanja od folije i nema ograničenja na jedan materijal po ispisu.
| Veličina | Uobičajeno | Napomena |
|---|---|---|
| Debljina sloja | 0,014 – 0,03 mm | najtanji sloj među svim aditivnim postupcima |
| Točnost | ±0,05 – 0,2 mm | ovisi o veličini dijela i o vrsti materijala |
| Najtanja stijenka | oko 0,6 mm | kod gumenih materijala i više |
| Broj materijala odjednom | do sedam, uz miješanje | ovisno o izvedbi glave |
| Boje | puna paleta kod izvedbi u boji | boja se miješa kao u tintnome pisaču |
| Hrapavost | Ra 1 – 3 µm na gornjim plohama | plohe uz potporu ostaju mat |
Gdje se ne bira? Ondje gdje je presudna cijena ili trajnost. I stroj i materijal osjetno su skuplji od ostalih smolastih postupaka, a dijelovi su krhki i s vremenom, osobito na svjetlu, gube svojstva. Ovo je postupak za prikaz i provjeru, rijetko za dio koji ostaje u pogonu.
Model izrađen od više materijala u presjeku: prozirno kućište, gumena brtva i kruti nosač u jednome komadu, uz uzorak s prijelazom tvrdoće.
Glava nosi nekoliko stotina mlaznica, raspoređenih u nizove. Svaka mlaznica ima piezoelektrični element: kad na njega dođe napon, element se svine i istisne kap promjera nekoliko desetaka mikrometara. Kapi se izbacuju u trenutku u kojem glava prelazi preko točke u kojoj trebaju pasti, pa je upravljanje vremenski usklađeno s gibanjem.
Smola mora biti dovoljno rijetka da prođe kroz mlaznicu, pa se grije na oko trideset do četrdeset stupnjeva. Premala viskoznost znači razlijevanje, prevelika začepljenje — zato je temperatura jedan od nadziranih parametara procesa.
Odmah iza glave idu ultraljubičaste lampe. Skrućivanje se događa u istome prolazu, pa sloj gotovo trenutačno postaje čvrst. To ima dvije posljedice: dio ne mora „stajati" u tekućini kao kod stereolitografije, a kapi nemaju vremena razliti se, pa se zadržava oštar rub.
Valjak na glavi poravnava nanesen sloj na točnu debljinu i skida višak, koji se odvodi na odsis. Bez toga bi se pogreške u debljini zbrajale kroz tisuće slojeva.
Sve što visi u zraku nosi potporna građa — poseban materijal koji se nanosi iz drugih mlaznica. Za razliku od potpora kod ostalih postupaka, ovdje potpora ne stoji samo ispod previsa nego okružuje dio i ispunjava svaku šupljinu. To je i razlog zbog kojega postupak može izraditi geometriju koju drugi ne mogu: nema previsa koji bi propao, jer ispod svega stoji potporni materijal.
Potpora je gel ili vosak i uklanja se nakon ispisa — mlazom vode pod tlakom, otapanjem u lužnatoj otopini ili zagrijavanjem. Trošak te građe nije zanemariv: kod razvedenih dijelova potpore znaju potrošiti više materijala od samoga dijela.
Klikni korak da vidiš što se u njemu događa.
Kad dvije smole izlaze iz glave istodobno i miješaju se u zadanome omjeru prije skrućivanja, dobiva se materijal sa svojstvima između njih. U struci se to zove digitalni materijal: iz dviju sirovina nastaje niz tvrdoća, a prijelaz iz gume u tvrdu plastiku može se ostvariti i unutar istoga dijela, postupno, bez spoja.
Klikni broj da vidiš što koji dio radi.
Uređaj radi u zatvorenoj komori s filtriranjem zraka, jer se pri skrućivanju oslobađaju hlapive tvari. Glava je najskuplji i najosjetljiviji sklop: zamjena glave kod industrijskoga stroja mjeri se u tisućama eura, pa se stroj nikada ne ostavlja dulje vrijeme s materijalom u mlaznicama bez propisanoga postupka čišćenja.
Snimka glave izbliza s vidljivim nizovima mlaznica i lampama sa strane, te prikaz radne ploče s dijelom obavijenim potpornom građom.
Postupak je isti, ali se strojevi razlikuju po tome koliko materijala glava može nanositi istodobno. O tome ovisi i cijena stroja i ono što se od njega može tražiti.
Odaberi izvedbu.
Materijali su fotopolimerne smole prilagođene mlaznicama — moraju biti rijetke na radnoj temperaturi, brzo skrutnuti i ne smiju taložiti. Uz materijale za dio uvijek ide i materijal za potpornu građu, koji se kupuje i troši jednako kao i on.
Klikni vrstu materijala.
Dijelovi iz ovoga postupka izrazito su osjetljivi na ultraljubičasto svjetlo i vlagu. Gumeni materijali s vremenom otvrdnu, prozirni požute, a tanke stijenke se iskrive. Za izložak koji stoji mjesecima predviđa se zaštitni lak; za dio koji mora trajati godinama bira se drugi postupak.
Najveći dio ručnoga rada kod ovoga postupka nije priprema nego uklanjanje potporne građe. Koliko će ga biti, odlučeno je orijentacijom i izborom potpore, dakle prije nego što je ispis uopće počeo.
Klikni korak.
Plohe koje su tijekom ispisa bile okrenute prema gore i nisu doticale potporu izlaze sjajne; sve ostale su mat, jer su bile u dodiru s potpornom građom. To je razlog zbog kojega se dio orijentira svjesno: ako je za prikaz važna gornja ploha, ona se okrene prema gore i ostavi bez potpore.
Neki strojevi nude i način rada u kojem se cijeli dio obavija potporom, pa su sve plohe jednako mat. To daje ujednačen izgled, ali troši više materijala i traži dulje ispiranje.
Ispisivanje mlazom fotopolimera jedini je postupak koji u jednome komadu daje više materijala, tvrdoća i boja, s najtanjim slojem i vrlo glatkom plohom. Plaća se cijenom stroja i materijala, potrošnjom potporne građe i kratkim vijekom dijela. Kad je zadatak uvjerljiv prikaz ili model koji spaja tvrdo i meko, nema mu zamjene; kad je zadatak dio koji radi, bira se drugi postupak iz ovoga modula.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.