Technologie w druku 3D
11 lip 2016 12:50

Prace koncepcyjne nad technologią druku 3D rozpoczęły się jeszcze w latach 60. XX wieku, przy czym za jej faktyczny początek uważa się rok 1984, kiedy Charles Hull – późniejszy założyciel firmy 3D Systems - opracował pierwszą technologię druku 3D, opatentowaną w 1986 roku jako stereolitografia (SLA).

W Polsce początki druku 3D sięgają drugiej połowy lat 90., gdy pierwsze urządzenia drukujące w trzech wymiarach zaczęły pojawiać się na uczelniach technicznych. Pierwsze firmy świadczące usługi druku 3D powstały w roku 2000, wtedy też narodziła się polska branża druku 3D. SLA polega na warstwowym utwardzaniu ciekłych żywic za pomocą światła laserowego małej mocy. Jest to jedna z  technologii wytwarzania trójwymiarowych modeli na podstawie geometrii otrzymanej za pomocą systemu CAD 3D. 

Selective Laser Sintering (SLS) to rodzina metod przyrostowych, za pomocą których można wytwarzać modele prototypów oraz elementy funkcjonalne. Metoda polega na wytwarzaniu wyrobów przez zespalanie laserowe materiałów proszkowych, tworzących kolejne warstwy przedmiotu.

Multi Jet Printing (MJP) to technologia stosowana do tworzenia bardzo precyzyjnych i bardzo małych modeli o skomplikowanych kształtach przez utwardzanie światłem UV kolejnych warstw żywic akrylowych. Technologia ma zastosowanie w przemyśle i medycynie, przede wszystkim za sprawą gładkich, elastycznych powierzchni, charakteryzujących się wysoką odpornością oraz możliwości tworzenia ruchomych modeli, które w dalszych etapach mogą być jeszcze obrabiane.

Najprostszą i najtańszą metodą jest Fused Deposition Modeling (FDM). Metoda ta polega na warstwowym nakładaniu uplastycznionego materiału podporowego i modelowego (bazowego) wg modelu 3D, stworzonego uprzednio w programie obsługującym drukarkę. Zaletami tej metody są: niski koszt wydruku, duża wytrzymałość, pełne odwzorowanie i możliwość późniejszej obróbki.

W przeciwieństwie do innych technologii druku 3D, metoda Color Jet Printing (CJP) umożliwia wydruk pełnokolorowych modeli. Tworzenie modeli w tym przypadku polega na warstwowym zespajaniu i barwieniu proszku gipsowego. Działanie drukarki CJP można porównać do drukarki atramentowej, dozującej materiał oraz barwnik – na platformę budującą nakładane jest tworzywo, na które następnie natryskiwany jest barwnik utwierdzający materiał. Drukarka, wielokrotnie powtarzając ten proces, buduje w ten sposób wczytany wcześniej cyfrowy model. Technologia ma zastosowanie np. w architekturze (makiety budynków) oraz branży reklamowej (prototypowanie).

W technologii Direct Metal Sintering (DMS) wykorzystywany jest drobnoziarnisty proszek metalu, składający się z cząstek o średnicy ok. 0,05 mm; jest on stapiany za pomocą lasera. Przy użyciu tej metody z wielu rodzajów stopów można tworzyć obiekty o skomplikowanej geometrii, niemożliwej do uzyskania w tradycyjnych sposobach wytwarzania takich jak frezowanie czy toczenie.

Dostępnych jest wiele rodzajów technik druku 3D. Wybór odpowiedniego urządzenia zależy od branży, potrzeb i stawianych sobie celów, czyli zastosowań modeli i oczywiście od budżetu. Na rynku znajdziemy dziesiątki typów drukarek dla każdej z przytoczonych powyżej technologii drukowania. Podstawowe pytanie, od którego należy zacząć poszukiwania drukarki, dotyczy materiału, z jakiego zamierzamy wykonywać wydruki. Odpowiedź na to pytanie determinują rodzaj i przeznaczenie modeli 3D, jakie będą drukowane. Kolejne istotne zmienne to: wielkość modeli, wymagania dotyczące ich szczegółowości i precyzji wykonania (tolerancje wymiarowe), kwestia dalszej obróbki czy skomplikowania geometrii.

Wśród producentów panuje przekonanie o atrakcyjności i innowacyjności druku 3D, jednak wielu z nich nadal zastanawia się, jak używać nowej technologii w procesach produkcyjnych realizowanych we własnych zakładach. Większość z nich wykorzystuje drukarki 3D jedynie do prototypowania, poszukując dla nich dalszych zastosowań. Sam wybór maszyny nie przypomina zakupu drukarki cyfrowej czy maszyn offsetowych. Wybierając drukarkę 3D warto założyć pokaźny udział własny i zaangażowanie w proces przygotowania projektu oraz jego realizacji, a dokładnie - przygotować się na ciągłą edukację i śledzenie bieżących trendów.

Opracowano na podstawie materiałów z konferencji „Zastosowanie technologii druku 3D” 19.05.2016

error: Alert: Treść jest chroniona.