Drukarka 3D - jak działa?

Drukowanie 3D staje się coraz bardziej popularne, chociaż jeszcze niedawno było rozwiązaniem bliższym fantastyce niż rzeczywistości. Druk przestrzenny znajduje coraz szersze zastosowania, a przy tym staje się coraz tańszy. Sprawdźmy, jak działają drukarki 3D.

Kurs modelowania i drukowania 3D

4.8

(47 ocen)

Opanuj podstawy obsługi drukarki 3D, naucz się modelować i twórz niesamowite wydruki 3D... Dowiedz się więcej

Pierwsze urządzenie do drukowania przestrzennego pojawiło się w 1984 roku, jednak określenie „druk 3D” zostało użyte dopiero w 1996 roku. Pionierem na tym polu była firma 3D Systems. Na przestrzeni lat technologia była coraz bardziej ulepszana, a druk 3D stawał się coraz tańszy. W 2006 roku pojawiła się pierwsza drukarka domowa (RepRap), a 3 lata później opracowano drukarkę do samodzielnego montażu. Takie urządzenia trafiły do masowej sprzedaży w 2013 roku.

Działanie drukarek 3D

Drukarka 3D składa się z szeregu różnych komponentów. Wszystkie części mocowane są do specjalnej ramy. Ruchoma głowica napędzana jest przez silniki krokowe, które kontrolowane są przez specjalne sterowniki. Ta głowica jest najważniejszym elementem drukarki. To właśnie ona stapia w wysokiej temperaturze materiał, z którego powstanie druk 3D. Materiał nabywa się w specjalnych zwojach. Cały proces wydruku odbywa się na stole grzejnym. Drukarka posiada również termistory, kontrolujące temperaturę głowicy, wyłączniki krańcowe, zasilacz, a także dodatkowe elementy, jak na przykład wyświetlacz LCD.

Zanim w ogóle zaczniemy drukować, konieczne jest przygotowanie odpowiedniego projektu wydruku. Wykorzystuje się do tego programy CAD. Następnie otrzymujemy plik STL, który jest wykorzystywany przez oprogramowanie drukarki. To właśnie z tego programu przekazywane są specjalne komendy, które sterują drukarką 3D. Można również pominąć projektowanie w CAD i zeskanować przedmiot, jaki chcemy wydrukować.

W czasie drukowania tzw. techniką FDM głowica roztapia materiał, który następnie jest rozprowadzany warstwami za pomocą poruszających się w trzech wymiarach dysz. Tak powstaje trójwymiarowy obiekt. Natomiast w technice DLP korzysta się płynnej żywicy, utwardzanej światłem, a w drukowaniu SLS stosowany jest proszek, który łączy się laserowo. W przypadku bardzo skomplikowanych obiektów druk może trwać nawet kilkadziesiąt godzin.

Kurs Autodesk Inventor od podstaw

Zobacz kurs

Kurs AutoCAD zaawansowany

Zobacz kurs

Intensywny kurs AutoCAD - stopień I

Zobacz kurs

Materiały do drukarek i zastosowanie druku 3D

Jak wspomnieliśmy, w druku 3D wykorzystuje się bardzo różne techniki. Każda z nich oznacza konieczność używania nieco innych materiałów, nazywanych filamentami. Najpopularniejsza jest technologia FDM, która jest powszechnie stosowana w drukarkach przeznaczonych do domowego użytku. W FDM wykorzystuje się bardzo mocny polimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS). Nieco łatwiejszy w obróbce jest polilaktyd (PLA), który dodatkowo charakteryzuje się biodegradowalnością. Jeśli chcemy wydrukować obiekt przezroczysty, a jednocześnie wytrzymały, można użyć takiego samego materiału, jaki jest używany do produkcji plastikowych butelek. Mowa tu o PET. W przypadku drukarek przemysłowych wachlarz wykorzystywanych do drukowania przestrzennego materiałów jest o wiele szerszy i obejmuje między innymi papier, gumę, metal, a nawet beton.

Druk 3D ma coraz szersze zastosowanie. Być może już za kilka lat każdy z nas będzie mógł wydrukować sobie dowolny przedmiot w domu. Na razie jednak najczęściej korzysta z druku przestrzennego przemysł, który tworzy w ten sposób tanio i szybko prototypy nowych urządzeń. Coraz śmielej wykorzystuje druk 3D także medycyna, szczególnie do rekonstrukcji kości. Drukowanie przestrzenne znajduje zastosowanie również w produkcji prostych przedmiotów i różnych elementów biżuterii.

Drukarki 3D i technologia drukowania przestrzennego staje się coraz bardziej zaawansowana. To sprawia, że jej wykorzystanie jest nie tylko coraz łatwiejsze, ale również coraz tańsze. Być może już za kilka lat druk 3D stanie się tak samo popularny, jak wydruki dwuwymiarowe.