Źródło : Czym jest druk 3D?

Transkrypt

1 Podstawy druku 3D

2 Źródło : Czym jest druk 3D? Druk 3D lub też druk przestrzenny to jedna z najszybciej rozwijających się dzisiaj technologi, która zaczyna w znaczący sposób wpływać na nasze życie. Początkowo druk 3D wykorzystywano do szybkiego tworzenia prototypów oraz form. Wraz z zwiększaniem dokładności wydruków oraz zmniejszeniem kosztów urządzeń, trafił on do prywatnych odbiorców. Dziś drukarki 3D można kupić bez żadnego problemu za kwoty, które były nie do pomyślenia jeszcze kilka lat temu. Jako firma kontynuujemy rozwój technologi, który poza domowymi oraz przemysłowymi zastosowaniami, świetnie znajduje swoje miejsce także w medycynie umożliwiając tworzenie spersonalizowanych protez. Źródło :

3 Projektowanie przestrzenne Aby mówić o wydruku przestrzennym należy powiedzieć o oprogramowaniu, które umożliwia projektowanie modeli komputerowych. Wśród wielu programów typu CAD umożliwiających modelowanie 3D wymieni można Autodesk Inventor oraz SolidWorks. Programy te są przeznaczone dla profesjonalistów, istnieje jednak wiele darmowych programów typu CAD, za ich pomocą możemy wykreować model, który następnie należy zapisać w odpowiednim formacie. Źródło: Model utworzony w SolidWorks Źródło : Model utworzony w Autodesk Inventor

4 Pliki używane w druku 3D Podstawowym formatem zapisu w druku 3D jest format stereolitografizny (.stl). Model w tym formacie zostaje zapisany jako siatka trójkątów a wygenerowany przez program opis określa położenie każdego z nich dzięki czemu model można poddać ostatecznej obróbce przed przesłaniem go do drukarki w celu wydruku. Źródło : Kula zapisana w formacie.stl Im większa rozdzielczość zapisywanego pliku tym większy jego rozmiar oraz większa dokładność uzyskanego modelu. Bezpośredni eksport uzyskanego pliku do drukarki 3D nie spowoduje jednak jego wydrukowania. W kolejnym kroku należy opisać jak wydrukować model. Przygotowanie instrukcji wydruku dla technologi przyrostowej Do przygotowania instrukcji wydruku możemy posłużyć się darmowym oprogramowaniem KISSlicer, Cura czy Slic3r. Wszystkie te programy dzielą nasz model na przekroje, a specjalny algorytm tworzy ścieżki, po których porusza się dysza. Programy dodatkowo tworzą opis wydruku modelu, w którym umieszczamy parametry druku. Na nich opiera się proces wydruku. Podstawowymi parametrami jakie umieszczamy w nim są: grubość drukowanej warstwy przekroju, prędkość wydruku, temperatura dyszy oraz stołu, gęstość wypełnienia modelu.

5 Po wygenerowaniu przez programy pliku z instrukcją w języku g-code możemy przesłać go do druku. Źródło : Podgląd modelu w programie Slic3r Źródło : Podgląd modelu w programie KISSlicer

6 Gotowy plik możemy skopiować na kartę SD i drukować bezpośrednio z niej lub za pomocą programu typu Host przez nasz komputer. Źródło: Podgląd modelu w programie Repetier Host Repetier Host umożliwia kontrolę nad wydrukiem w czasie rzeczywistym. Drukarki 3D Gence posiadają dedykowany system sterowania, który podczas pracy urządzenia umożliwia kontrolę bez podłączonego komputera. Technologie stosowane do druku 3D Do druku 3D stosowane są najczęściej następujące technologie: LBL (layer by layer) POLYJET SLS (Selective Laser Sintering) DMLS (Direct Metal Laser Sintering) 3DP (Three Dimensional Printing ) SLA (Stereolithography) SGC (Solid Ground Curing) LOM (Laminated Object Modelling)

7 Technologia druku przyrostowego LBL (warstwa po warstwie) stosowana jest min. w drukarkach 3D Gence. Polega ona na nakładaniu roztopionego tworzywa w postaci ścieżek na wcześniej położoną warstwę materiału, stopniowo tworząc model. Materiał w postaci żyłki, zwany filamentem, dostarczany jest do głowicy rozgrzewającej go do temperatury topnienia. Następnie materiał dostarczany jest dyszą o różnych średnicach na poprzednią warstwę. Podczas wykonywania modelu, porusza się zarówno dysza jak i sam przedmiot drukowany. Jest to najpopularniejsza technologia druku, dostępna dla prywatnych odbiorców, a cena urządzeń ją wykorzystujących jest bardzo przystępna. Obsługa drukarek opierających się na tej technologi jest bardzo prosta i przyjemna. Druk w technologi przyrostowej LBL Kolejną technologią stosowaną w druku 3D jest technologia przyrostowa POLYJET polegająca na utwardzaniu światłem UV fotopolimeru stopniowo nanosząc kolejne warstwy materiału światłoczułego na powstający model. Technologia ta jest dostępna do domowego użytku, jednakże opary żywicy są bardzo trujące i szkodliwe dla środowiska przez co obsługa urządzenia bazującego na tej technologi wymaga od użytkownika dużej

8 ostrożności. Źródło: Druk w technologi przyrostowej z zastosowaniem fotopolimeru Następną technologią druku 3D jest druk z proszków metali DMLS. Sproszkowany metal jest rozprowadzany na specjalnej powierzchni, a następnie wiązka laserowa o dużej mocy utwardza wybrane pola powierzchni. Po utwardzeniu wszystkich pól rozprowadzana jest kolejna warstwa proszku i proces zostaje powtórzony. Technologia ta jest na tą chwilę niedostępna dla prywatnych użytkowników ze względu na koszty materiału oraz urządzeń. Źródło: Druk w technologi DMLS

9 Materiały używane w druku 3D w technologii przyrostowej LBL Ostatnim etapem druku 3D jest dobór materiału, z którego powstanie model. Drukarki 3D Gence potrafią drukować z następujących materiałów dostępnych na rynku: PLA ABS Nylon Każdy z materiałów wyróżnia się innymi właściwościami takimi jak: wytrzymałość, temperatura topnienia czy wymaganą temperatura stołu. Inną oczywistą rzeczą jest powierzchnia jaką uzyska model w przypadku użycia każdego z wyżej wymienionych materiałów. W przypadku PLA (Polilaktyd) czyli materiału biodegradowalnego przy druku modeli o cienkich ściankach uzyskujemy lekko przeźroczystą powierzchnię w przeciwieństwie do ABS(z wyjątkiem transparentnego), który jest nie przeźroczysty. Drukarki 3D Gence dzięki swoim parametrom technicznym potrafią drukować z wysoką precyzją przez co wymiary oraz powierzchnie powstających modeli są na najwyższym poziomie. Przykładowe wydruki wykonane za pomocą urządzeń 3D Gence Wydruk z PLA

10 Wydruk a ABS Wydruk a ABS Wydruk z ABS

11 Wydruk z PLA Podstawowe parametry techniczne drukarek 3D korzystających z technologi LBL Każda drukarka posiada elementy, które odpowiadają za jakość wydruku, kulturę pracy oraz wydajność. Podstawowym parametrem określającym jakość wydruku jest rozdzielczość każdej z osi drukarki podawana w mikrometrach. Na dokładność wpływa kilka czynników od rozszerzalności cieplnej poczynając na precyzji wykonania elementów bazowych kończąc. Drukarki 3D Gence dzięki najwyższej jakości podzespołom takim jak, bezluzowe śruby kulowe, prowadnice liniowe oraz sztywna aluminiowa rama, osiągają precyzję ruchów w każdej z osi na poziomie 100 mikrometrów. Osie drukarki 3D

12 Bardzo ważnym parametrem technologicznym jest szybkość wydruku, dzięki sztywnej konstrukcji drukarki 3D Gence osiągają prędkości wydruku rzędu 150 mm/s. Prowadnice liniowe zwiększają kulturę pracy urządzenia, w przeciwieństwie do łożysk liniowych używanych w drukarkach innych firm, które są źródłem uciążliwego hałasu. Źródło : Najważniejszą zaletą drukarek naszej firmy jest autokompensacja zapewniająca grubość początkowych warstw na stałym poziomie bez względu na nierówności stołu. Dedykowana elektronika zapewnia lepszą pracę podzespołów, a duże pola wydruku tj. 230x250x210mm oraz 270x350x300mm umożliwiają drukowanie modeli o gabarytach większych niż u konkurencji.

13 Główne cechy drukarek 3D gence - Specjalny ceramiczny stół zapewniający dobrą przyczepność podczas wydruku i łatwość odseparowywania gotowych wydruków przy estetycznej strukturze powierzchni przylegającej do stołu, - Drukarki 3D Gence powstają we współpracy z naukowcami z Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej, - Szybka, cicha i wydajna praca przy zachowaniu wysokiej jakości wydruku, - Wyspecjalizowany algorytm zapewniający szybką i bezproblemową automatyczną kalibrację urządzenia, - Opatentowany unikatowy system szybkiej wymiany głowicy drukującej, - Niespotykana jakość wydruku dzięki opatentowanemu systemowi kontroli ciśnienia w dyszy głowicy, - Polski produkt wykorzystujący wysokiej jakości profesjonalne komponenty, - Możliwość zastosowania szerokiej gamy rodzajów materiałów jak również dwóch typów średnicy 1.75 i 3mm, - Specjalnie zaprojektowana dedykowana elektronika pozwalająca na uzyskanie wysokiej wydajności podzespołów, - Duże pole robocze 230x250x210 mm, - Oświetlenie pola roboczego pozwalające na pełną kontrolę nad wydrukiem.

14 Oto świat druku 3D Gence. SPECYFIKACJA 3D Gence One Grubość warstwy: [µm] Rozdzielczość osi X,Y: 100 [µm] waga netto: 16,5 [kg] Kolor: srebrny (satynowy) Napięcie robocze: [V] Wymiary pola roboczego: 230x250x210 [mm] Podgrzewany stół: TAK Typ extrudera: direct drive Ilość głowic: 1 Slot kart SD: TAK Średnica dyszy: 0.5 [mm] Pobór mocy (max.): 620 [W] Materiał obudowy: stal,aluminium Komunikacja: USB 2.0 Możliwość stosowania: PLA,ABS

15 Projektanci: Prezes Grzegorz Kowalczyk NaviTracer Polska Sp.z.o.o. dr inż. Roman Foltyn - Foltyn Industriesystemelektronik GmbH dr hab. inż. Damian Gąsiorek Politechnika Śląska mgr inż. Marcin Zachwieja Politechnika Śląska mgr inż. Krzysztof Wilk Politechnika Śląska Przemysław Wolnicki Politechnika Śląska Kontakt: 3DGence, Drukarki 3D NaviTracer Polska Sp.z.o.o., Oddział Technopark Gliwice ul. Konarskiego 18C Gliwice Sales@3dgence.com Poufne