3D tisk je dnes všude. Lidé jej používají k výrobě všeho od prototypů produktů až po tryskové motory a všeho mezi tím - ale jak přesně fungují 3D tiskárny? Jak tyto magické stroje vyrábějí trojrozměrné objekty - prakticky jakéhokoli tvaru - během několika hodin? Pokud jste někdy byli na tyto věci zvědaví, máte štěstí. Zde je mrtvý jednoduchý přehled čtyř nejběžnějších technologií 3D tisku, které se dnes používají.
FDM
Modelování ukládání vláken, známé také jako výroba fúzovaných vláken, je nejběžnějším typem 3D tisku - přinejmenším na straně spotřebitele. Pokud jste již 3D tiskárnu osobně viděli, je docela pravděpodobné, že se jednalo o FDM tiskárnu.
Funkčně řečeno, váš průměrný stroj FDM funguje hodně jako horká lepicí pistole, kterou ovládá robot (je zajímavé, že ve skutečnosti byl FDM vynalezen již v 80. letech!). Pevný materiál jde na jednom konci, protlačí se horkou tryskou, roztaví se a ukládá se v tenkých vrstvách. To se děje znovu a znovu, dokud se neobjeví trojrozměrný objekt. Jediným rozdílem je, že místo lepidla tyto 3D tiskárny obvykle používají termoplastické vlákno, jako je ABS nebo PLA. Tyto účelně konstruované plasty jsou navrženy tak, aby se roztavily a staly se kapalnými při velmi specifické teplotě, ale po ochlazení o několik stupňů se vrátí do pevného stavu.
Stručně řečeno, 3D tisk FDM je v podstatě 2D tisk znovu a znovu. Pokaždé, když je vrstva dokončena, tryska se trochu posune nahoru (nebo se někdy postel posune dolů) a na ni se vytiskne další vrstva. Nakonec, poté, co se na sebe naskládají stovky nebo dokonce tisíce vrstev, je výsledkem 3D objekt.
SLA / DLP
SLA a DLP jsou dvě strany stejné mince. SLA (stereolitografie) a DLP (digitální laserová projekce) používají světlo k „pěstování“ objektů v kaluži fotoreaktivní pryskyřice. Rozdíl je v tom, že SLA funguje tak, že v dané oblasti bliká laser - malá tečka koncentrovaného světla - aby se vytvrdila a vytvořila vrstva. Naproti tomu stroje DLP vytvrzují všechny oblasti vrstvy současně promítáním světla na pryskyřici ve tvaru této vrstvy.
Bez ohledu na technická specifika však stroje SLA / DLP obecně fungují podobným způsobem. Nejprve se sestava desky tiskárny sníží na kaluž tekuté pryskyřice a zastaví se jen o zlomek milimetru, než dosáhne dna. Mimochodem, tato základní deska je zcela průhledná - což umožňuje, aby světlo prosvítalo dnem. Když k tomu dojde, jakákoli kapalná pryskyřice, která je přímo zasažena světlem, ztuhne, čímž vytvoří první vrstvu objektu a spojí ji s konstrukční deskou. Poté se stavební deska posune o několik mikronů nahoru (což pod ní nasaje více tekuté pryskyřice) a proces začíná znovu. Tímto způsobem se objekty vytvářejí vrstvu po vrstvě, zdola nahoru.
SLS
Tisk SLS funguje velmi odlišně než FDM a SLA. Aby vytvořil objekt, stroj bliká laserem přes vrstvu velmi jemného prášku a spojuje částice dohromady, aby vytvořily tenkou ztuhlou vrstvu. Stroj poté zametá více prášku přes horní část této vrstvy (účinně ji zakopá) a opakuje postup, dokud není tisk dokončen.
Tisk objektů tímto způsobem má řadu odlišných výhod. Pracuje s širokou škálou materiálů, může tisknout velké převisy a rozpětí bez použití podpůrného materiálu a součásti, které vyrábí, jsou extrémně kvalitní. Tiskárny SLS mohou vyrábět předměty, které jsou téměř stejně dobré jako díly vytvořené vstřikováním, frézováním a dalšími tradičními výrobními procesy.
Jedinou nevýhodou? Tiskárny SLS jsou neuvěřitelně drahé ve srovnání s jejich protějšky FDM a SLA / DLP. Je to proto, že vysokoenergetické lasery schopné spojit superjemné částice dohromady jsou na začátek docela drahé. Obecně lze říci, že i ty nejlevnější tiskárny SLS stojí více než 200 000 dolarů - a ty vyšší třídy mohou snadno stát miliony. To znamená, že v současné době existuje několik společností, které se snaží tuto technologii demokratizovat a zpřístupnit ji, takže existuje šance, že tiskárny SLS mohou být v blízké budoucnosti k dispozici fandům a spotřebitelům.
Polyjet
Představte si polyjetový tisk jako nádherný hybrid mezi FDM, SLA tiskem a běžnými 2D inkoustovými tiskárnami. Tyto stroje stříkají malé kapičky fotoreaktivní pryskyřice na povrch stavby a poté ji okamžitě vytvrzují (vytvrzují) ultrafialovým světlem. Tento proces se poté opakuje stokrát (ne-li tisíckrát), aby se vytvořily objekty vrstvu po vrstvě. Velký rozdíl je v tom, že na rozdíl od tiskáren FDM mohou stroje polyjet ukládat materiál z více trysek (odtud název) najednou - což jim dává řadu výhod.
Pravděpodobně největší výhodou polyjet je, že objekty lze vytvářet pomocí široké škály různých barev, přechodů a vzorů. Mnoho polyjetových strojů může také tisknout na více materiálů současně. Pokud byste například potřebovali pouzdro pro bezdrátový vrták s nylonovým tělem a gumovou rukojetí, dostatečně pokročilý stroj pro polyjet by mohl tento předmět vyrobit v jedné tiskové relaci. Kromě toho jsou polyjetové tiskárny také schopné extrémně vysokého rozlišení - natolik, že je těžké říci, že objekt vyrobený na špičkovém polyjetovém stroji byl vytištěn 3D.
