3D tlačiareň

FDM (FFF) tlačiarne

Technológia založená na nanášaní tenkého prúžku materiálu vrstvu po vrstve. Materiál je tavený pri teplote okolo 200 ° C (záleží na 3D tlačiarni a materiálu) a následne vrstvený, čím vzniká výsledný predmet.

• tlač tavením struny (filamentu) z plastového materiálu

• bežná 3D tlač predmetov aj v domácom prostredí

• vhodné aj pre začiatočníkov

• prevádzkovo lacnejšie tlačiarne

• pre bežných užívateľov dostačujúca kvalita tlače

• veľký výber filamentov s rôznymi vlastnosťami

• nízke obstarávacie náklady

• dlhšia doba tlače

• menej detailné, menšia milimetrová presnosť tlače na vertikálnej osi

SLA tlačiarne

Technológia stereolitografie. Vytvrdzovanie fotoreaktívnej tekutej živice (tzv. resinu) pomocou žiarenia rôznych vlnových dĺžok, najčastejšie UV. Svetelné zameranie na miesto, kde vznikne vrstva, je v porovnaní so vstrekovaním u FDM oveľa presnejšie a detailnejšie.

• tlač vytvrdzovaním tekutého polyméru (resinu) pomocou žiarenia

• vysoká milimetrová presnosť vo všetkých osiach

• pomalšie, ale presnejšie

• schopnosť tlačiť jemné detaily

• možnosť dosiahnuť úplne hladký povrch

• technológia vhodná skôr pre profesionálne a komerčné využitie

• vyššia cena tlačiarne a vyššie prevádzkové náklady

• menší výber fotoreaktívnej živice (resínov)

3D perá

• určené predovšetkým pre deti

• výroba dekorácií, postavičiek, šperkov a iných trojrozmerných predmetov

• používajú sa rovnaké filamenty ako do FDM tlačiarne

• drahšie modely ponúknu aj pokročilejšie funkcie (vypaľovanie, spájkovanie, rezanie plastov…)

• nízka obstarávacia cena

• nevhodné pre presnú tlač

Konštrukcia 3D tlačiarní je jeden zo základných parametrov, ktorý predurčuje použitie. Podľa konštrukcie je možné tlačiarne rozdeliť na otvorené a uzavreté. Oba typy je možné využívať v domácom prostredí.

Otvorené 3D tlačiarne

• tlačiarne bez ochranného krytu

• možnosť sledovania celého procesu tlače

• tlačiareň nie je vhodné prevádzkovať v prašnom prostredí

• prašnosť negatívne ovplyvňuje výsledok tlače

• lepší nákup náhradných dielo

• 
  

  
  

Uzavreté 3D tlačiarne

• tlačiarne majú ochranný kryt (box na 3D tlačiareň)

• zakrytovanie pomáha udržaniu stálej teploty

• ochranný kryt býva zvyčajne priehľadný

• výsledný výrobok nebude ovplyvňovaný externými vplyvmi

• nie je priamy prístup k tlači

• nedochádza k primemu kontaktu s tryskou a materiálom počas výroby

Open source riešenie s otvoreným zdrojovým kódom ponúka podrobnú dokumentáciu tlačiarne, postup ako ju zostaviť – aj plán všetkých dielov.

• všetka dokumentácia a princíp fungovania je výrobcom voľne dostupný

• ako open source môže byť navrhnutá tlačiareň s otvorenou aj uzavretou konštrukciou

• možnosť upgradovať 3D tlačiareň na lepší výkon

• možno na nej vytlačiť aj niektoré komponenty a dodatočné príslušenstvo

• dostupnosť, náhradné diely zaobstaráte od niekoľkých výrobcov

Pri výbere tlačiarne hrá dôležitú úlohu aj materiál, z ktorého chcete tlačiť (filament, alebo aj tlačová struna). Materiál ovplyvňuje nielen spomínanú kvalitu a celkové vlastnosti hotového výrobku, ale aj zložitosť a dobu tlačenia. Lacnejšie materiály poslúžia na dekoratívne predmety, drahšie materiály je potrebné využiť na prototypy a presné súčiastky.

PLA - biologicky odbúrateľný materiál

• vyrobený z kukuričného alebo zemiakového škrobu

• taviteľný pri nízkych teplotách

• vhodný pre pohľadové veci

• lacnejší a jednoduchší

• menej odolný voči mechanickému a tepelnému poškodeniu

• zanáša trysky

  
  

ABS - pri tavení vznikajú škodlivé výpary

• zložitejšia tlač

• teplotne odolný, vodoodpudivý

• skvelý materiál na tlač funkčných vecí

• relatívne lacný materiál

• PET/PETG - tepelná aj mechanická odolnosť
  

• 
  

• nízka tepelná rozťažnosť a dobrá pevnosť

• ideálna kombinácia vlastností ABS a PLA

• vyššia cena

• Nylon - pružný a pevný materiál

• vyššia tepelná odolnosť

• zlá priľnavosť jednotlivyćh vrstiev

• zložitejšia a pomalá tlač

• TPE - pružný, flexibilný a odolný

• nevyžaduje vyhrievanú podložku

• ťažšia tlač

• PVA - rozpustný vo vode

• vhodný pre podporné konštrukcie

• je potrebné mať viac hlavovú 3D tlačiareň

• PC (polykarbonát) - jeden z najtvrdších materiálov

• ťažké tavenie

• pomalá a zložitejšia tlač

• Laywood - obsahuje väčšie pevné časti

• krehký materiál

• typ PLA materiálu s prímesou dreva

• ľahká tlač

TIP : Na bežné domáce použitie si zrejme budete vyberať predovšetkým z prvých dvoch materiálov, ktoré sú ekonomicky najvýhodnejšie. Tieto materiály podporujú takmer všetky predávané tlačiarne (samozrejme len v rámci danej technológie). Ak budete chcieť používať iné filamenty, uistite sa, že sú s danou tlačiarňou kompatibilné.

Veľkosť tlačovej plochy je potrebné vyberať s ohľadom na to, na čo najčastejšie budete tlačiareň používať.Veľkosť tlačového priestoru označuje rozmery podložky a výšku, do ktorej je 3D model postupne vrstvený. Spravidla sa označuje v centimetroch či v palcoch, kedy X a Y sú rozmery podložky a Z je výška tlačového priestoru.

Kvalita tlače je daná predovšetkým hrúbkou vrstvy. Čím sú jednotlivé vrstvy tenšie, tým menej sú vidieť škáry medzi nimi.Aby bol výrobok čo najdetailnejší a neboli na ňom vidieť ryhy, mali by byť trysky schopné nanášať čo najtenšiu vrstvu materiálu .

Pri minimálnej šírke cca 0,1 mm už ľudské oko prakticky žiadne ryhy nezaznamenáva. Presnosť tlače sa potom odvíja aj od šírky trysky, použitej technológie (napríklad SLA je výrazne presnejšia ako FDM) a pod.Nie vždy je nutné hľadať čo najmenšiu minimálnu vrstvu a najvyššiu presnosť. Úlohu môže hrať to, aké výrobky budete chcieť vytvárať a tiež akú rýchlosť tlače požadujete.

Tak ako klasické tlačiarne majú určitú kvalitu tlače, aj 3D tlačiarne tlačia v rôznych kvalitách. Udáva sa v mikrónoch (1 mikrón je tisícina milimetra). Výrobcovia udávajú presnosť napr. do 20, 50, atď., mikrónov, čo je v prevode 0,02 alebo 0,05 mm. Podstatné je, že ľudské oko rozozná detaily do veľkosti 0,05 mm, čo je 50 mikrónov. Akékoľvek rozlíšenie do 50 mikrónov teda vníma ako dokonalé a nad 50 mikrónov vidí jednotlivé nepresnosti.

Počítajte s tým, že s čím tenšie vrstvy tlačiareň nanáša, tým viac sa musí „najazdiť“ z jednej strany na druhú a priamu úmeru tak narastá čas nutný na zhotovenie výtlačku. Rýchlosť tlače je u 3D tlačiarní udávaná v milimetroch za sekundu (mm/s).

TIP : Všeobecne je vhodnejšie vyberať tlačiareň s menšou rýchlosťou tlače, s vyššou rýchlosťou tlače klesá kvalita tlače.

Súradnicový systém má vplyv na pohyb hlavy tlačiarne v trojdimenzionálnom priestore.

• Os X - pohyb doprava a doľava

• Os Y - pohyb dopredu a dozadu

• Os Z - pohyb hore a dole

K dispozícii sú štyri druhy súradnicových systémov, ktoré sa líšia princípom fungovania aj efektivitou.

• Kartézsky - mechanizmus pracuje s osami X,Y a Z. Pravdepodobne najviac používaný systém. Princíp súčinnosti je podobný ako pri klasických tlačiarňach. Hlava tlačiarne vykonáva vertikálny pohyb (hore a dole), zatiaľ čo podložka horizontálny pohyb (dopredu a dozadu). Vhodné pre tlač skôr menších modelov a predmetov menšej výšky.

• Delta - mechanizmus pracuje s osami X,Y a Z. Využíva na pohyb tlačovej hlavy tri ramená. Vhodná sa na tlač vysokých a úzkych objektov. Tlač je rýchlejšia, ale obstarávacia cena tlačiarní je vyššia.

• Polar - hlava tlačiarne sa pohybuje v dvoch osiach, podložka v rotačnej osi. Pomerne nová technológia s ťažším ovládaním. Vhodná na tlač vysokých a úzkych objektov (vázových tvarov). Obstarávacia cena je vyššia.

• Scara - jednoduché zostavenie tlačiarne, pracuje veľmi efektívne. Používa buď jedno kĺbové rameno, alebo dve robotické ramená. Nevýhodou je vysoká obstarávacia cena.

S rozlíšením do určitej miery súvisí aj priemer trysky. Väčšina tlačiarní v predaji má trysku s priemerom 0,4 mm, ale v prípade potreby sa dajú jednoducho vymeniť za inú. Priemer trysky veľmi súvisí s nastavením správnej hrúbky vrstvy pri samotnej tlači. Je vhodné pokiaľ hrúbka vrstvy nepresahuje cca 80 % priemeru trysky.

• Menšie trysky cca 0,25 mm

• Základný rozmer trysky cca 0,4 mm

• Väčšie trysky cca 0,6 mm a viac

Tlačová hlava (tryska) taví vlákno a upravuje ho na požadovanú hrúbku.

• Tlačiarne s jednou tryskou (hlavou) - základné 3D tlačiarne, dostačujúce pre bežné použitie.

• Tlačiarne s vyšším počtom trysiek - umožňujú kombinovať viac materiálov, farieb a zhotovenie tlače je rýchlejšie. Určené pre profesionálne využitie. Nevýhodou je vyššia cena.

3D tlač sprevádzajú malé otrasy, v dôsledku čoho môžu vznikať nepresnosti. Tlačiareň s vyššou hmotnosťou je stabilnejšia, čo riziko nepresností tlače redukuje.

Základom je, aby ste mali pre tlačiareň dostatok miesta a predovšetkým dostatočne pevný podklad, ktorý minimalizuje prípadné otrasy pri prebiehajúcej tlači.

• USB rozhranie - základné prepojenie káblom s počítačom

• Kľúčenka / pamäťová karta - možnosť vložiť do USB flash disk alebo slot na kartu

• Wi-Fi – bezdrôtové pripojenie

K 3D tlačiarňam je možné zakúpiť rôzne príslušenstvo, pričom výhodu tu majú ešte open source tlačiarne, ku ktorým sa vďaka otvorenej dokumentácii vyrábajú aj doplnky tretích strán.

• Vyhrievanie podložky alebo stavebnej komory - užitočná funkcia, vďaka ktorej je možné do istej miery predísť krúteniu objektov pri tlači.

• Automatické vyrovnanie podložky - umožňuje automaticky vyrovnať podložku.

• Pokračovanie v tlači - kvalitnejšie modely tlačiarní dokážu pokračovať v tlači po jej prerušení od miesta, kde sa skončilo. 3D model sa tak neznehodnotí.

• Tlač súčasne niekoľkými farbami alebo materiálmi - dve a viac trysiek so samostatným nastavením umožňujú používať naraz viac materiálov a farieb. Nevýhodou je vyššia cena.

• Dotykový displej - možnosť intuitívneho ovládania na vstavanom LCD displeji.

• Motory - u 3D tlačiarní sa využívajú krokové motory, ktoré si možno aj vyrobiť.

• Trysky - môžu byť rôznych priemerov v závislosti od toho, ako tenké vrstvy chcete tlačiť.

• Softvér - programové vybavenie pre ovládanie tlačiarne.

3D tlačiarne do 300 €

Tieto 3D tlačiarne zvládnu všetky základné úkony a postačia potrebám nenáročných užívateľov.

• väčšina najpredávanejších tlačiarní

• modely s veľmi obmedzeným tlačovým priestorom

• obvykle otvorená konštrukcia

• parametre tlače môžu byť pomerne slušné

• zvládnu všetky základné úkony

• určené väčšinou pre začiatočníkov a domácich majstrov

• nemajú schopnosť pracovať so špecializovanými materiálmi

3D tlačiarne od 300 € do 1 000 €

Stredná cenová kategória vystačí nárokom náročnejších užívateľov.

• veľmi dobré parametre tlače

• rýchlosť tlače nie je na úkor kvality

• tlačiarne aj iných technológií (SLA) s vysokým rozlíšením tlače

• používané aj v menších firmách

3D tlačiarne od 1 000 €

Spoľahlivé 3D tlačiarne pre domáce aj profesionálne, komerčné využitie.

• vynikajúce parametre a vysoká presnosť

• pokročilé funkčné vybavenie

• vyššia rýchlosť a konektivita

• podpora viacerých druhov materiálov

• rôzne rozmery aj technológie

• profesionálne tlačiarne sú vhodné aj na kov (3D tlačiareň na kov)