MODUL 1 · OSNOVE 3D ISPISA
Nastavna jedinica 1.7
Vrste 3D printera za aditivne tehnologije
Uređaji se razlikuju po tome u kakvom je stanju materijal i čime se spaja. Iz tog para slijedi sve ostalo: koje se materijale može koristiti, kolika je točnost, treba li potpore i koliko košta jedan komad. Ovaj pregled daje okvir za izbor.
- razvrstati vrste printera prema stanju materijala i načinu spajanja
- opisati načelo rada FDM, SLA i DLP, SLS i SLM, binder jetting, material jetting i laminiranja
- navesti tipične materijale i točnost za svaku vrstu
- usporediti postupke po brzini, cijeni i potrebi za potporama
- odabrati prikladnu vrstu printera za zadani predmet i obrazložiti izbor
Podjela prema stanju materijala
Najkorisnija podjela u svakodnevnom radu polazi od pitanja u kakvom je stanju materijal prije nego što postane dio predmeta. Materijal može biti čvrst u obliku žice ili lista, kapljevit u obliku smole ili kapljica, ili praškast. Svaka od tih skupina nosi svoje posljedice za rukovanje, sigurnost i cijenu opreme.
Čvrsti materijal najjednostavniji je za rukovanje: kolut filamenta stoji na polici i ne traži posebne mjere. Kapljevita smola traži zaštitne rukavice, provjetravanje i zaštitu od svjetla. Prah traži zatvoreni sustav, zaštitu dišnih putova i pažljivo rukovanje jer se sitne čestice lako podižu u zrak. Ta razlika objašnjava zašto su FDM uređaji našli mjesto u školama, a praškasti postupci ostali u industriji.
Istiskivanje i fotopolimerizacija
FDM, taložno srašćivanje, tali termoplastičnu žicu i istiskuje je kroz mlaznicu koja se giba u ravnini sloja. Materijal se lijepi na prethodni sloj i hladi. Točnost je reda desetinke milimetra, cijena uređaja i materijala najniža, a previsi traže potpore. Printer P-1 pripada upravo toj skupini: radni prostor 250 × 210 × 210 mm, mlaznica Ø 0,4 mm, filament 1,75 mm.
SLA i DLP rade sa smolom koja skrućuje pod svjetlom. Kod SLA presjek ispisuje laserska zraka točku po točku, kod DLP i LCD izvedbi cijeli se presjek osvjetljava odjednom, pa vrijeme po sloju ne ovisi o površini. Detalj je znatno finiji, površina glatka, ali su predmeti krhkiji, traže ispiranje i dodatno osvjetljavanje, a potpore ostavljaju tragove.
Prah, vezivo, kapljice i listovi
SLS spaja čestice polimernog praha laserom. Neotopljeni prah u sloju sam nosi previse, pa potpore nisu potrebne i predmeti mogu imati vrlo složene oblike. SLM i srodni postupci rade isto s metalnim prahom, ali uz potpore koje odvode toplinu. Binder jetting ne tali prah nego na njega otiskuje vezivo; predmet je nakon ispisa krhak i traži naknadno pečenje ili natapanje.
Material jetting otiskuje kapljice materijala poput tintnog pisača i odmah ih skrućuje svjetlom. Daje najfiniju površinu, više materijala i boja u istom predmetu, ali je oprema i materijal skup. Laminiranje slaže listove papira, folije ili lima, spaja ih i obrezuje po obrisu sloja; danas je rijetko, ali je povijesno važno jer je bilo jeftino i brzo za velike modele.
Usporedba postupaka
Sljedeća tablica daje red veličine, a ne točne podatke; oni ovise o uređaju i o postavkama. Vrijednosti su korisne za prvi izbor i za razumijevanje zašto pojedini postupak stoji ondje gdje stoji.
| Postupak | Materijal | Tipična točnost | Potpore | Relativna cijena komada |
|---|---|---|---|---|
| FDM | termoplast u žici | ± 0,2 mm | potrebne | najniža |
| SLA i DLP | fotopolimerna smola | ± 0,05 mm | potrebne | niska do srednja |
| SLS | polimerni prah | ± 0,1 mm | nisu potrebne | srednja |
| SLM i DMLS | metalni prah | ± 0,1 mm | potrebne | vrlo visoka |
| Binder jetting | prah i vezivo | ± 0,2 mm | nisu potrebne | srednja |
| Material jetting | fotopolimer u kapljicama | ± 0,03 mm | potrebne | visoka |
| Laminiranje | papir, folija, lim | ± 0,3 mm | nisu potrebne | niska |
Za odabrani postupak i zadane mjere predmeta prikaz procjenjuje očekivanu točnost, vrijeme izrade i odnos cijene. Vrijednosti su orijentacijske i služe usporedbi, ne proračunu.
Kako se bira uređaj
Izbor počinje pitanjem čemu predmet služi. Ako je riječ o provjeri oblika ili o napravi u pogonu, FDM je gotovo uvijek dovoljan i najjeftiniji. Ako predmet ima sitne detalje i mora izgledati dobro, biraju se postupci sa smolom. Ako mora biti čvrst, složenog oblika i bez tragova potpora, razmatra se SLS. Ako mora biti metalni i nositi opterećenje, ostaju postupci s metalnim prahom.
Uz to treba uzeti u obzir i uvjete rada: prostor, provjetravanje, zaštitnu opremu i znanje osoblja. Uređaj koji traži uvjete kojih nema neće se koristiti bez obzira na mogućnosti. Upravo zato je FDM najrašireniji postupak: ne zato što je najbolji, nego zato što je najlakše uvesti u rad.
Zapamtite
Postupak se bira prema zahtjevima predmeta i prema uvjetima u kojima se radi, a ne prema najvišoj navedenoj točnosti. Uređaj koji stoji neiskorišten zbog nedostatka odsisa ili zaštitne opreme nema nikakvu vrijednost.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| FDM | Taljenje i istiskivanje termoplastične žice kroz pokretnu mlaznicu. |
| SLA | Skrućivanje smole laserskom zrakom, točku po točku unutar sloja. |
| DLP | Skrućivanje smole osvjetljavanjem cijelog presjeka odjednom. |
| SLS | Spajanje polimernog praha laserom; neotopljeni prah nosi previse. |
| Binder jetting | Otiskivanje veziva na sloj praha; predmet se naknadno peče ili natapa. |
| Material jetting | Otiskivanje kapljica materijala koje se odmah skrućuju svjetlom. |
| Laminiranje | Slaganje, spajanje i obrezivanje listova materijala po obrisu sloja. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Kod kojeg postupka potpore nisu potrebne jer previse nosi sam materijal u sloju?
Kod SLS postupka neotopljeni prah ostaje u sloju i podupire previse, pa potpore nisu potrebne.
Pitanje 2 od 3
Po čemu se DLP razlikuje od SLA?
Kod DLP izvedbe projektor ili zaslon osvjetljava cijeli presjek, pa vrijeme po sloju ne ovisi o njegovoj površini.
Pitanje 3 od 3
Zašto je FDM najrašireniji postupak u školama i radionicama?
Filament se lako čuva, uređaj ne traži posebne prostorne uvjete, a cijena opreme i materijala najniža je od svih postupaka.
Odgovoreno 0 od 3.