Hur fungerar en 3D-skrivare? - Klart förklarat
3D-skrivare blir billigare och mer intressanta för privata användare. Vi förklarar hur en 3D-skrivare fungerar och vilka olika utskriftsmetoder som finns tillgängliga.
Grundläggande funktionalitet för 3D-skrivare
Det finns för närvarande tre olika 3D-trycktekniker. De skiljer sig åt i det använda materialet och modelleringstekniken. Grundprincipen är alltid densamma:
- Mallen för 3D-utskrift är inte en textfil som för vanliga skrivare, utan en 3D-mall eftersom den kan utformas med CAD-programvara.
- De vanligaste filtyperna är STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modelling Language) och X3D (Extensible 3D).
- 3D-skrivaren "matas" med dessa mallar. Modellen är sedan byggd av smältbara material, pulver eller en viss vätska.
- Alla tre vanliga 3D-skrivartyperna applicerar tunna lager som är härdade individuellt.
3D-skrivare: hur fungerar stereolitografi?
Stereolitografi (SLA) utvecklades redan på 1980-talet och är den äldsta 3D-trycktekniken.
- Flytande epoxiharts, som ligger i ett bassäng, fungerar som utgångsmaterial.
- Det finns en lyftplattform i poolen som kan flyttas upp och ner. 3D-modellen skapas på detta.
- I början av utskriften är hissen precis under hartsytan - cirka 0, 05 till 0, 25 mm.
- En laser, som är fäst ovanför bäckenet, härdar modellens första lager.
- Nu flyttar hissen lite ner. Beroende på skrivartyp och modellens filigran är skikten 0, 05 till 0, 25 mm tjocka. Epoxihartset löper samman över det första, redan härdade skiktet.
- Nu är nästa lager av objektet härdat och passar sömlöst på det första underliggande lagret.
- 3D-modellen är byggd upp lager för lager från botten till topp.
- Fördelen med SLA-processen är modellens släta yta. Vätskan bär emellertid inte överhängande delar så länge de inte är helt härdade. Av denna anledning kan stödstrukturer behöva användas.
Hur fungerar en 3D-skrivare ?: Lasersintring
Selective Laser Sintering (SLS) eller Selective Laser Melting (SLM) använder ett pulver som råmaterial. Polyamid 12-pulver används mest. Gjutningssand belagd med plast och metall eller keramiskt pulver är emellertid också möjligt som utgångsmaterial.
- Lasersintring använder inte bara ett bassäng, utan två bassänger anordnade bredvid varandra, var och en med en lyftplattform.
- Pulvret är råvaran i ett bassäng (till vänster på bilden).
- En rulle tar upp pulvret och rullar det över hissen i den angränsande poolen, som är överst i början.
- En laser smälter eller övervintrar pulvret (när det gäller keramik) så att det binder och härdar. Det första lagret av objektet skapas.
- Hissen i pulverbassängen rör sig lite upp, den i objektbassängen sänker lite.
- Rullen applicerar nästa pulverlager på det första, härdade lagret av föremålet och lasern börjar härda igen.
- Så modellen är uppbyggd lag för lager från botten till topp.
- Fördelen med processen är det mångsidiga materialvalet. Dessutom behöver inga stöd anordnas, eftersom pulvret härdas omedelbart och bärande.
- Till skillnad från stereolitografi har föremålen en grov yta under lasersintring. Skrivarna är också mycket dyra och är därför mer utvecklade för industrin.
Fused Deposition Modeling (FDM): 3D-skrivare för privata användare
Fused deposition modellering (FDM) är den mest utbredda metoden.
- Material används som blir flytande eller formbart under värme - till exempel termoplastiska material som PVA, PET och nylon, men också choklad och vax.
- Materialet värms upp i ett munstycke och kondenseras. Sedan appliceras det på ett lager på vissa punkter - mycket lik klassisk utskrift - och kyls sedan så att det härdar.
- Liksom med de andra processerna skapar detta ett lager efter det andra.
- En annan nackdel är att modellen inte härdar helt omedelbart. Av denna anledning kanske stödstrukturer måste planeras i.
- Men skrivare och material är relativt billiga, så de passar också för privata användare.