Druk 3D to stosunkowo nowa technologia, która zrewolucjonizowała sposób, w jaki wytwarzane są zarówno części zamienne, jak i tworzone są prototypy nowych elementów produkowanych na skalę przemysłową. Technologia ta rozwija się w bardzo szybkim tempie i obecnie dostępna jest również dla osób zainteresowanych amatorskim wykorzystaniem druku 3D na własne potrzeby. Niezależnie od tego, czy chcesz wykorzystać drukarkę 3D w swoim biznesie, czy hobbystycznie, warto poznać jej budowę oraz sposób działania przed podjęciem decyzji zakupowej. Przeczytaj i dowiedz się, jak działa drukarka 3D.
Czym jest drukarka 3D i jak działa?
Drukarka 3D umożliwia szybkie przyrostowe (warstwowe) wytwarzanie obiektów trójwymiarowych z wykorzystaniem komputerowego modelu CAD. Początkowo druk 3D wykorzystywany był głównie w celu wykonania mało dokładnych prototypów. Wraz z rozwojem technologii druku przyrostowego urządzenia oferowane przez producentów stały się na tyle dokładne, że druk 3D jest obecnie jedną z metod wytwarzania finalnych produktów, które są montowane w zaawansowanych projektach w takich branżach, jak medycyna (np. protetyka), a także przemysł motoryzacyjny, lotniczy i kosmiczny.
Podstawowa zasada działania drukarki 3D polega na warstwowym tworzeniu trójwymiarowego modelu z wykorzystaniem różnych materiałów – polimerowych, stopów metali lub nawet gipsu.
Budowa drukarki 3D – najważniejsze elementy
Budowa drukarki 3D może się różnić w zależności od technologii druku oraz producenta. Jednak część elementów jest spotykana w większości popularnych modeli. Do podstawowych części składowych drukarki 3D drukującej w technologii FDM można zaliczyć:
- głowicę – to kluczowy element każdej drukarki 3D, od którego w głównej mierze zależy jakość wydruku. Odpowiednia precyzja wykonania głowicy gwarantuje bezawaryjny wydruk bez jej zapychania.
- platformę roboczą – to na niej powstaje drukowany obiekt; najczęściej jest perforowana, co ułatwia jej demontaż po zakończeniu procesu drukowania; może być podgrzewana, dzięki czemu model nie odkleja się od powierzchni platformy,
- silniki krokowe – wprowadzają w ruch elementy drukujące (głowicę względem powierzchni stołu roboczego),
- ramę – zapewnia stabilną konstrukcję wszystkim elementom składowym drukarki 3D,
- ekstruder na szynach – odpowiada za przekazanie materiału – filamentu ze szpuli do hotendu, czyli rozgrzanej części mechanizmu grzejnego,
- sterowniki – układy odpowiadające za sterowanie wszystkimi procesami drukarki 3D,
- prowadnice – umożliwiają ruch dyszy w pionie oraz poziomie,
- elementy zasilające,
- wyświetlacz LCD – umożliwiający obsługę drukarki,
- oraz podstawowe części mocujące i umożliwiające płynny ruch elementów drukarki, takie jak pręty, śruby oraz łożyska.
Budowa drukarki 3D w technologiach wykorzystujących żywicę światłoutwardzalną lub proszek
Technologia FDM wykorzystująca polimerowy filament nawinięty na szpulę to jedna z najbardziej podstawowych metod druku. Wraz z rozwojem technologii przyrostowych pojawiły się również inne metody druku 3D, takie jak:
- druk 3D z wykorzystaniem żywicy światłoutwardzalnej (SLA, DLP, MJP),
- druk 3D w technologii proszkowej (SLS, CJP, Binder Jetting).
Metody te wykorzystują drukarki 3D o budowie odmiennej od tych drukujących w technologii FDM. Przykładowo drukarka przystosowana do druku 3D w technologii SLA różni się następującymi elementami w porównaniu z drukarką filamentową (FDM):
- pojemnik na żywicę, w którym zanurzany jest stół roboczy,
- laser odpowiadający za obrys docelowego kształtu na płaszczyźnie XY, dzięki czemu następuje warstwowe utwardzenie żywicy (zamiast głowicy podającej filament).
Z kolei druk w technologii proszkowej wymaga precyzyjnego podawania proszku na stół roboczy oraz spiekania go za pomocą lasera. W tym przypadku budowa drukarki różni się w stosunku do metody FDM zarówno obecnością systemu optycznego odpowiedzialnego za utwardzenie warstwy (np. laser), jak i odpowiednią platformą dozującą proszek.
Drukarki przemysłowe 3D – dla kogo?
Jeśli Twoim celem jest otrzymanie wysokiej jakości wyrobów z materiałów o określonej wytrzymałości mechanicznej oraz specjalnym przeznaczeniu (np. przewodzących prąd) warto, abyś zainteresował się drukarkami 3D przemysłowymi.
Drukarki domowe 3D – dla kogo?
Jeśli jesteś pasjonatem majsterkowania i lubisz tworzyć własne projekty lub potrzebujesz wytworzyć trudno dostępne części np. do drona lub modelu RC, powinieneś zainteresować się domowymi drukarkami 3D.
