UPRAVLJANJE 3D PRINTEROM
Modul 1
Osnove 3D ispisa
Prvi i najopsežniji modul postavlja temelje. Objašnjava što aditivna proizvodnja jest i po čemu se razlikuje od obrade odvajanjem, prati razvoj od prvih postupaka do RepRap projekta, razlaže postupak izrade proizvoda na korake, razvrstava postupke i vrste printera, posebno obrađuje taložno srašćivanje te završava radom s CAD modelima, STL datotekama, programskim alatima i materijalima za ispis.
- objasniti načelo aditivne proizvodnje i razliku prema obradi odvajanjem čestica
- opisati razvoj 3D ispisa i značenje RepRap projekta
- nabrojiti korake izrade proizvoda aditivnim postupkom i njihov redoslijed
- razvrstati aditivne postupke prema načelu i prema stanju materijala
- usporediti vrste 3D printera i odabrati prikladan za zadani predmet
- objasniti postupak taložnog srašćivanja i dijelove FDM printera
- pripremiti CAD model i izvesti ispravnu STL datoteku
- odabrati materijal prema zahtjevima predmeta i mogućnostima printera
O modulu
Prije nego što se filament uopće ugrije, treba znati što se zapravo događa. Aditivna proizvodnja nije samo drugačiji stroj nego drugačiji način razmišljanja o obliku: predmet ne nastaje uklanjanjem viška nego dodavanjem materijala ondje gdje je potreban. Iz te jedne razlike slijede sve prednosti i sva ograničenja koja se u ovom modulu obrađuju.
Modul kreće od osnovne zamisli slaganja sloj po sloj i od usporedbe s obradom odvajanjem i oblikovanjem. Zatim uvodi podjelu aditivnih postupaka prema normi, prati razvoj od prvih patenata do RepRap projekta i uređaja otvorenog koda te razlaže postupak izrade proizvoda na korake koji se uvijek ponavljaju istim redoslijedom.
Drugi dio modula ulazi u tehniku. Razvrstava vrste printera i uspoređuje ih po točnosti, brzini i cijeni, posebno obrađuje taložno srašćivanje i karakteristike FDM uređaja, a završava radom s CAD modelima i STL datotekama, programskim alatima za pripremu ispisa i izborom materijala. Kroz cijeli modul prati se isti primjer — printer P-1 i model N-14 nosač senzora — kako bi brojevi imali smisao izvan pojedine jedinice.
Nastavne jedinice
- Otvori
1.1
Uvod u 3D ispis
Što je 3D ispis, zašto se pojavio i gdje se danas koristi. Osnovna zamisao slaganja predmeta sloj po sloj i usporedba s postupcima obrade odvajanjem i oblikovanjem.
- Otvori
1.2
Osnove aditivnih tehnologija
Načelo aditivne proizvodnje, podjela postupaka prema normi, prednosti i ograničenja, utjecaj slojevitosti na svojstva predmeta te pojmovi prototipiranja i izravne proizvodnje.
- Otvori
1.3
Povijesni razvoj 3D ispisa
Od prvih patenata stereolitografije i taložnog srašćivanja do isteka patenata i pojave jeftinih uređaja. RepRap projekt i 3D printer otvorenog koda kao prekretnica.
- Otvori
1.4
Koraci izrade proizvoda pomoću aditivnih tehnologija
Lanac od zamisli do predmeta: CAD model, izvoz u STL, priprema u sliceru, G-kod, ispis, uklanjanje potpora i naknadna obrada, provjera mjera.
- Otvori
1.5
Primjene 3D ispisa
Prototipovi, naprave i alati u proizvodnji, rezervni dijelovi, medicina, arhitektura, obrazovanje i osobna uporaba; kada je ispis isplativiji od klasične izrade.
- Otvori
1.6
Aditivni postupci proizvodnje prototipa
Brza izrada prototipa: zahtjevi na točnost i izgled, izbor postupka prema namjeni prototipa te razlika između prototipa oblika, funkcije i predserijskog uzorka.
- Otvori
1.7
Vrste 3D printera za aditivne tehnologije
Pregled postupaka i uređaja: FDM, SLA i DLP, SLS i SLM, binder jetting, material jetting i laminiranje; načelo rada, materijali, točnost, brzina i cijena svakog od njih.
- Otvori
1.8
Tehnologija taložnog srašćivanja — FDM
Kako nastaje sloj: taljenje filamenta, istiskivanje kroz mlaznicu, spajanje s prethodnim slojem. Utjecaj temperature, brzine i hlađenja na čvrstoću i izgled predmeta.
- Otvori
1.9
Karakteristike 3D FDM printera
Radni prostor, promjer mlaznice, visina sloja, brzina i ubrzanja, grijana podloga, izvedbe kinematike te ekstruder s izravnim pogonom i bowden izvedba.
- Otvori
1.10
Rad s 3D CAD modelima i STL datotekama
Od volumnog modela do mreže trokuta: izvoz u STL, tolerancija mreže, zatvorenost i orijentacija normala, najčešće pogreške i njihov popravak.
- Otvori
1.11
Programski alati za pripremu ispisa
Slicer programski alati i njihove zadaće, pregled najčešćih alata, profili printera i materijala te odnos alata za modeliranje, pripremu i upravljanje ispisom.
- Otvori
1.12
Priprema 3D modela za ispis
Postavljanje predmeta na podlogu, izbor orijentacije prema čvrstoći i potporama, razmještaj više predmeta te provjera mjera i zračnosti prije rezanja na slojeve.
- Otvori
1.13
Materijali za 3D ispis
Vrste materijala i njihova svojstva, posebnosti materijala za FDM postupak: PLA, PETG, ABS, ASA, TPU i najlon — temperature, skupljanje, upijanje vlage, čvrstoća i primjena.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Aditivna proizvodnja | Izrada predmeta dodavanjem materijala u slojevima prema podacima iz računalnog modela, bez alata koji određuje oblik. |
| Sloj | Tanak presjek predmeta stalne debljine koji printer nanosi u jednom prolazu; skup slojeva daje cijeli predmet. |
| FDM | Taložno srašćivanje — postupak u kojem se termoplastični filament tali i istiskuje kroz mlaznicu te taloži na prethodni sloj. |
| Filament | Žica termoplastičnog materijala namotana na kolut, najčešće promjera 1,75 mm ili 2,85 mm. |
| STL | Zapis oblika mrežom trokuta; najrašireniji format za predaju modela programu za pripremu ispisa. |
| Slicer | Programski alat koji model reže na slojeve, računa putanje mlaznice i zapisuje ih u G-kod. |
| G-kod | Tekstna datoteka s naredbama gibanja, istiskivanja i temperatura koje printer izvodi redom. |
| Visina sloja | Debljina jednog nanesenog sloja; određuje finoću površine, broj slojeva i vrijeme ispisa. |
| Ispuna | Rijetka unutarnja struktura koja nosi gornje stijenke; zadaje se udjelom i uzorkom. |
| Potpora | Pomoćna struktura koja nosi previse i mostove tijekom ispisa, a nakon ispisa se uklanja. |
| Anizotropija | Različitost svojstava u različitim smjerovima; kod FDM predmeta čvrstoća okomito na slojeve manja je nego u ravnini sloja. |
| Prionjivost | Sposobnost prvog sloja da se zadrži na podlozi tijekom cijelog ispisa. |