3D-tulostin on tulostuslaite, joka luo 3D-objektit kerros kerrokselta digitaalisesta näytteestä. 3D-tulostimen toiminta riippuu siinä käytettävästä tekniikasta: FDM, SLS, SLA, LOM, SGC, PolyJet, DODJet tai sideaine jauheilla. Suosituin on FDM-tulostustekniikka, jota käytetään edullisissa kotitalouksien 3D-tulostimissa.
3D-tulostus on yksi aikamme vallankumouksellisimmista tekniikoista. 3D-tulostimilla voit tulostaa kenkiä, vaatteita, huonekaluja, soittimia, ajoneuvoja, ruokaa, koteja ja jopa eläviä ihmisen elimiä ja kudoksia.
3D-tulostimen rakenne
3D-tulostin, jossa on FDM-tulostustekniikka, koostuu metallirungosta (kehys), lokerosta hehkulangan kiinnittämiseksi, ekstruuderista ja työpöydästä. Yksiekstruuderiset 3D-tulostimet voivat tulostaa yksivärisiä esineitä, moniekstruuderitulostimet monivärisiä. Mitä enemmän suulakepuristimia tulostimessa on, sitä kalliimpi se on. Elektroninen täyttö-, lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä on piilotettu tulostimen rungon alle. Joissakin malleissa on LCD-näytöt nykyisten tulostustietojen ja USB-porttien näyttämiseksi.
Tarvikkeet 3D-tulostusta varten
Tyypillinen FDM-tulostustekniikalla varustettu 3D-tulostin käyttää ohuita polymeerifilamentteja, joiden halkaisija on 1, 75 mm ja 3 mm. Tällaiset filamentit valmistetaan useimmiten PLA- tai ABS-muovista, mutta on myös yhdistettyjä materiaaleja, joihin on lisätty puukuituja, nanojauheita, biohajoavia hiukkasia, fosforointipigmenttejä ja muita komponentteja. Lankoja toimitetaan puolina, joiden paino on 0,5-1,5 kg. Polymeerifilamenttikela asetetaan 3D-tulostimen erityiseen osastoon, ja hehkulangan pää syötetään ekstruuderin suuttimeen.
Esineen 3D-mallinnus
Ennen kuin voit tulostaa 3D-objektin kolmiulotteisesti, sinun on luotava siitä digitaalinen versio 3D-mallinnusohjelmassa. Voit käyttää valmiita näytteitä, jotka ovat saatavilla Internetissä, tai valmistella 3D-malleja itse tulostamista varten. Valmisteltu malli ladataan erityiseen G-koodin luomisohjelmaan, joka jakaa kohteen ohuiksi vaakasuoriksi kerroksiksi ja muodostaa tulostimelle ymmärrettävän komentoketjun. Valmis esine lähetetään tulostettavaksi.
Objektin kerroksittain muodostuminen
3D-tulostin, jossa on FDM-tulostustekniikka, muodostaa fyysiset esineet kerroksittain ja puristaa ohuen sulavirran virtauksen työtasolle. Tulostin siirtää suulakepuristinta tarkalleen digitaalisen mallin mukaan, joten tulostettu fyysinen esine vastaa täysin virtuaalista prototyyppiään. Useimmiten tulostimen ekstruuderi, josta pehmeä muovi puristetaan ulos, liikkuu työskennellessään kiinteällä työtasolla, mutta on laitteita, joissa sekä ekstruuderi että työalusta ovat liikkuvia. Tulostusprosessi alkaa alemmasta kerroksesta, jonka jälkeen tulostin levittää seuraavan kerroksen ensimmäisen päälle. Sulatettu muovi, joka pääsee työalueelle, jäähtyy ja kovettuu hyvin nopeasti.
Tukirakenteiden 3D-tulostus ja esineiden viimeistely
3D-tulostin tulostaa tukirakenteet (alias tukirakenteet, tukirakenteet) estääkseen kohteen muodonmuutoksen tulostuksen aikana. Tällaisia rakenteita ei aina tulosteta, mutta vain jos objektirakenteessa on aukkoja tai ulkonevia osia. Kuvittele, että haluat tulostaa muovisienen ohuelle varrelle. Jalkapohjan kanssa se lepää työpöydällä, tässä ei tarvita tukea, mutta kannen reunoille, jotka näyttävät roikkuvan ilmassa, tällainen tuki on yksinkertaisesti välttämätöntä. Tulostuksen jälkeen tukirakenteet voidaan helposti poistaa käsin tai leikata terävällä terällä tai veitsellä.
