3D tisk
Nejčastěji synonymum pro aditivní výrobu (additive manufacturing) – model vzniká postupným
přidáváním materiálu po vrstvách až do dosažení požadovaného tvaru
Zdrojem dat pro tiskárny je digitální trojrozměrný model převedený do tiskové úlohy
specializovaným softwarem (tzv. slicer)
Fused decomposition modeling (FDM), fused filament
decomposition (FFD)
(1989 – Scott Crump)
o technika nejbližší obecné představě o 3D tisku – v rovinách
průřezu modelem je nanášen natavený stavební materiál
MakerBot 2
Deltabot – konstrukce využívá tří vertikálních ramen
Zdroj: www.deltabot-makers.com
o trvanlivý a skladný stavební materiál
o nevzniká velké množství odpadu
o od stovek dolarů
o je nutné tisknout podpěry
PLA (Polylaktid – polymer kyseliny mléčné)
o biologicky odbouratelný materiál vyráběný z
rostlinných škrobů
o prodáván obvykle ve formě 3mm nebo 1,75mm
struny
o teplota měknutí 60° - energeticky úspornější
o vyšší lesk
o zdravotně nezávadný
Různobarevné PLA struny
(Makerbot)
ABS (Akrylonitrilbutadienstyren)
o nejpoužívanější materiál v 3D tisku (a také
pro výrobu široké škály výrobků)
o zdravotně nezávadný
o odolný vůči vysokým (pevný do 105
stupňů) i nízkým teplotám a mechanickému
poškození, nasákání, kyselinám,
hydroxidům i tukům
o při ochlazování může dojít k narušení
povrchu (smrštění 0,3-0,7 %)
Dřevo
Směs pilin a látky, která po nanesení aerosolu
zpevňuje. Výrobek má „dřevěný vzhled“ a dá se
opracovávat.
Pasty – čokoláda, těsto atd.
Cement
Při obohacení polymerovými vlákny
může mít vlastnosti železobetonu.
Sůl
www.emergingobjects.com
www.hizook.com
Choc Edge Systems & Materials Research Natural Machines
Stereolitografie
STL, SLA (1986 – Chuck Hull)
o vrstvy modelu vznikají ztužováním tekutého
fotopolymeru UV zářením
o po omytí je model vytvrzen v UV peci.
o model s vysokým stupněm
detailů, bez ostrých přechodů
(při stavění se uplatňuje
minimum mechanických sil),
o nutná péče o tekutý polymer a
práce s ním
Zdroj: wikipedia.org
Illios HD
2909 Eur
Titan 1 (Kudo 3D)
3000 $
Form 1+ (Formlabs)
3000 $
Multifotonová polymerizace
(dvoufotonová polymerizace – two-photon
polymerization)
o femtosekundový laser ztužuje gel ne po
vrstvách, ale v celém objemu
Metoda je schopná vytvořit velmi detailní modely -
100 nm -10 μm resolution
Zdroj: http://www.asdn.net/
StrataSys J750
o 500 000 barev
o pevné, pružné,
transparentní, neprůhledné
o vrstva 0,014 mm
o podpory odstranitelné
vodní tryskou
StrataSys J750
o 500 000 barev
o pevné, pružné,
transparentní, neprůhledné
o vrstva 0,014 mm
o podpory odstranitelné
vodní tryskou
o selektivní spojování sypkého materiálu tlakem, teplem
nebo pojidlem
Zdroj: Wikipaedia
o není potřeba použít dočasné podpěry –
stavěný model je podpírán neztuženým
materiálem
o matný, zrnitý povrch
o chefjet pro – tavení sypkého cukru
Inkjet 3D printing
Selective laser melting
o roztavení prášku
Selective laser sintering – SLS (selektivní
spékání laserem, sintrování)
o spékání prášku
Direct metal laser sintering – DLMS – liší se
pouze v detailech
např. Alumid – nylon s hliníkovým prachem –
vyšší teplota tání než čisté termoplasty
Selective laser melting
Zdroj: www.nasa.gov
Electron beam melting
o elektronový paprsek schopný tavit titan
Zdroj: www.micromanufacturing.com
CandyFab – tavení
sypkého cukru
LOM laminated object manufacturing (vyvinuto Helisys Inc.)
Lepení vrstev materiálu (např. papíru nebo fólie) vyřezaných do
tvaru průřezu modelem.
K řezání se využívá nůž nebo laserový paprsek.
o nejsou potřeba podpěry
o potenciálně vysoká rychlost – tiskárna
edituje pouze obvod řezu, netiskne např.
vnitřní výztuhy
o využívá levný materiál
o nevhodné pro tvorbu dutých předmětů
o vylamování modelů
o nekvalitní povrch
Zdroj: www.azom.com
Zdroj: www.hyperfun.org
o model musí být uzavřený (watertight)
o nejde o uzavřenost ve smyslu tvaru, ale o vlastnost polygonální sítě, která musí
obsahovat pouze hrany, které tvoří vždy stranu dvou facet (nejsou okrajové)
řešení – hole filling (GOM
Inspect, Maya, NetFabb)
vytvoření objemu – solidify, extrude (Maya 2018)
o dostatečná tloušťka stěn
o je potřeba hlídat při tvorbě uzavřených modelů a při
zmenšování modelů
o příliš tenké stěny -> poruchy tisku
(fabacademy.org)
o model musí být tvořen jedinou polygonální sítí, jejíž facety se nikde neprotínají
o Boolean operace (Maya 2018, NetFabb, TinkerCad)
o na úrovni celého modelu
o model musí být tvořen jedinou polygonální sítí, jejíž facety se nikde neprotínají
o Boolean operace (Maya 2018, NetFabb, TinkerCad)
o na úrovni celého modelu
o chyby ve směřování normál modelu
o invert normals (Maya 2018, NetFabb)
Velikost stavěcí komory: 28,5 x 15,3 x 15,5 cm
Přesnost polohy trysky x,y – 11µm, z – 2,5 µm
Výška vrstvy: 100 µm - 340 µm (v závislosti na nastavení)
Průměr otvoru trysky 0,4 mm
Slicer – MakerBot print
o importuje modely a převádí je na tiskový
algoritmus
o dovoluje nastavit polohu a orientaci modelu ve
stavěcí komoře, jeho velikost a další parametry
tisku
o výstupním formátem jsou tiskové projekty
(.think) a vlastní soubory, sloužící pro tisk (.x3g)
Import modelu (stl, někdy obj a další formáty)
Orientace a zvětšení modelu
Nastavení vlastností tisku
Vygenerování tiskové úlohy pro danou tiskárnu
Import a úprava polohy
Rotace modelu ve
vztahu k osám
Relativní a absolutní
zvětšení a zmenšení
modelu
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Výška vrstvy – výška jedné vrstvy modelu (v MB2 0,01-0,04 mm)
0.1 mm 0.2 mm 0.3 mm
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Raft a support
o vyrovnává případné nerovnosti stavěcí
desky – samotný model je tištěn na
rovnou a čistou plochu raftu
o pomáhá při tisku modelů, které mají s
kontaktní deskou omezený kontakt –
zvyšuje přilnavost
o zvyšuje spotřebu materiálu a dobu tisku
o pokud je v místě kontaktu s podložkou
plocha, raft se špatně odstraňuje
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Výplň
Infill 1% Infill 5% Infill 10% Infill 50%
catfill linear
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
Model se musí: vejít do stavěcího prostoru
tisknout s ohledem na kvalitu
tisknout s ohledem na spotřebu materiálu
NetFabb AutoDesk – automatické vyhledání vhodných poloh