Τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών και τα χαρακτηριστικά τους

τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών

Στο προηγούμενο άρθρο κάναμε ένα είδος εισαγωγής στον κόσμο των τρισδιάστατων εκτυπωτών. Τώρα ήρθε η ώρα να εμβαθύνουμε σε αυτήν την τεχνολογία, γνωρίζοντας περισσότερα για τα μυστικά που κρύβουν αυτές οι ομάδες, καθώς και τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών που υπάρχουν. Κάτι ζωτικής σημασίας για την επιλογή του σωστού, αφού όλα έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, οπότε θα υπάρχει πάντα ένα που να ταιριάζει περισσότερο στις ανάγκες σας.

Τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών σύμφωνα με τις τεχνολογίες εκτύπωσης

Οι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών είναι πάρα πολλοί και μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Εδώ είναι μερικά από τα πιο σημαντικά:

κύριες οικογένειες

3D εκτυπωτής

Ακριβώς όπως οι συμβατικοί εκτυπωτές έχουν επίσης πολλές οικογένειες, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές θα μπορούσαν να ταξινομηθούν κυρίως σε 3 ομάδες:

  • μελάνι: δεν είναι κοινό μελάνι, αλλά ένωση σε σκόνη όπως κυτταρίνη ή γύψος. Ο εκτυπωτής θα κατασκευάσει το μοντέλο από αυτό το συγκρότημα σκόνης.
Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Φθηνή μέθοδος παραγωγής σε μεγάλο όγκο. Πολύ εύθραυστα κομμάτια που πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασίες σκλήρυνσης.
  • Λέιζερ/LED (οπτική): είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε τρισδιάστατους εκτυπωτές ρητίνης. Βασικά περιέχουν ένα υγρό σε μια δεξαμενή και υποβάλλονται σε έκθεση με λέιζερ για να στερεοποιηθεί η ρητίνη και σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία για να σκληρύνει. Αυτό κάνει το ρητίνη (φωτοπολυμερές με βάση ακρυλικό) μετατρέπεται σε ένα συμπαγές κομμάτι με το σχήμα που χρειάζεται.
Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μπορείτε να εκτυπώσετε πολύ περίπλοκα σχήματα. Είναι ακριβά.
Πολύ υψηλή ακρίβεια εκτύπωσης. Προορίζεται περισσότερο για βιομηχανική ή επαγγελματική χρήση.
Εξαιρετικό φινίρισμα επιφάνειας που απαιτεί ελάχιστη ή καθόλου μετα-επεξεργασία. Μπορούν να δημιουργήσουν τοξικούς ατμούς, επομένως δεν είναι πολύ κατάλληλα για σπίτια.
  • Ενεση: είναι αυτά που χρησιμοποιούν κυρίως νημάτια (συνήθως θερμοπλαστικά) όπως PLA, ABS, Τουβαλού, νάιλον κ.λπ. Η ιδέα πίσω από αυτή την οικογένεια είναι να δημιουργηθούν σχήματα με εναπόθεση λιωμένων στρωμάτων αυτών των υλικών (μπορεί να ποικίλλουν πολύ). Το αποτέλεσμα είναι ένα στιβαρό κομμάτι, αν και πιο αργό και με μικρότερη ακρίβεια από το λέιζερ.
Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
προσιτά μοντέλα. Είναι αργοί.
Συνιστάται για χομπίστες, οικιακή χρήση και εκπαίδευση. Σχηματίζουν το μοντέλο σε στρώσεις και ανάλογα με το πάχος του νήματος, το φινίρισμα μπορεί να είναι κακής ποιότητας.
Πλήθος υλικών για να διαλέξετε. Ορισμένα εξαρτήματα βασίζονται σε στηρίγματα που πρέπει να εκτυπωθούν για να συγκρατήσουν το εξάρτημα.
Ισχυρά αποτελέσματα. Χρειάζονται περισσότερη μετα-επεξεργασία.
Υπάρχουν πολλές μάρκες και μοντέλα για να διαλέξετε.
Ορισμένοι συγκεκριμένοι τρισδιάστατοι εκτυπωτές, όπως το σκυρόδεμα ή η βιοεκτύπωση, μπορεί να βασίζονται σε μία από αυτές τις οικογένειες, αλλά με ορισμένες τροποποιήσεις.

Μόλις γίνουν γνωστές αυτές οι οικογένειες, στις επόμενες ενότητες θα μάθουμε περισσότερα για καθεμία από αυτές και τις τεχνολογίες που μπορεί να υπάρχουν.

Ρητίνη ή/και οπτικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές

ο ρητίνη και οπτικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές Είναι από τα πιο εξελιγμένα και με τα καλύτερα αποτελέσματα στα φινιρίσματά τους, αλλά συνήθως είναι και πολύ πιο ακριβά. Επιπλέον, θα χρειαστούν επίσης πρόσθετα μηχανήματα, όπως πλύσιμο και σκλήρυνση σε ορισμένες περιπτώσεις, καθώς αυτές οι λειτουργίες δεν είναι ενσωματωμένες στον ίδιο τον εκτυπωτή (ή σε περιπτώσεις όπου ο καθαρισμός των εξαρτημάτων σε ένα MSLA είναι δυσκίνητος).

  • Λαβάδο: Μετά την εκτύπωση του 3D τμήματος, χρειάζεται διαδικασία πλύσης. Αλλά αντί να βουρτσίζετε και να καθαρίζετε με ψεκασμό το εξάρτημα, μπορείτε να αφαιρέσετε το έτοιμο μέρος από την πλατφόρμα κατασκευής και να χρησιμοποιήσετε τα πλυντήρια ρούχων. Αυτά θα λειτουργούν ως αυτόματο πλυντήριο αυτοκινήτων, με έλικα που περιστρέφεται μαγνητικά μέσα και αναδεύει το υγρό καθαρισμού (μια δεξαμενή γεμάτη ισοπροπυλική αλκοόλη -IPA-) μέσα στην ερμητικά κλειστή καμπίνα.
  • Φροντίδα: μετά τον καθαρισμό, είναι επίσης απαραίτητο να ωριμάσει το τεμάχιο, δηλαδή έκθεση σε υπεριώδεις ακτίνες που αλλοιώνουν τις ιδιότητες του πολυμερούς και το σκληραίνουν. Για να γίνει αυτό, ο σταθμός ωρίμανσης αφαιρεί το εξάρτημα από το υγρό καθαρισμού όπου ήταν βυθισμένο, το στεγνώνει ενώ το γυρίζει για να φτάσει σε όλες τις πλευρές. Μόλις γίνει αυτό, μια μπάρα UV LED θα αρχίσει να ωριμάζει το κομμάτι, σαν να ήταν φούρνος.

SLA (Στερεολιθογραφία)

Αυτό τεχνική στερεολιθογραφίας είναι μια αρκετά παλιά μέθοδος που έχει ανανεωθεί για τρισδιάστατους εκτυπωτές. Χρησιμοποιείται φωτοευαίσθητη υγρή ρητίνη που θα σκληρύνει στα σημεία που χτυπά η δέσμη λέιζερ. Έτσι δημιουργούνται οι στρώσεις μέχρι να επιτευχθεί το τελειωμένο κομμάτι.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Λείο φινίρισμα επιφάνειας. Υψηλό κόστος.
Δυνατότητα εκτύπωσης πολύπλοκων μοτίβων. Λιγότερο φιλικό προς το περιβάλλον.
Το καλύτερο για μικρά κομμάτια. Χρειάζεται διαδικασία σκλήρυνσης μετά την εκτύπωση.
Γρήγορα Δεν μπορείτε να εκτυπώσετε μεγάλα κομμάτια.
Ποικιλία υλικών για να διαλέξετε. Αυτοί οι εκτυπωτές δεν είναι οι πιο ανθεκτικοί και στιβαροί.
Συμπαγές και εύκολο στη μεταφορά.

SLS (Επιλεκτική συμπύκνωση λέιζερ)

Είναι μια άλλη διαδικασία του επιλεκτική σύντηξη με λέιζερ παρόμοια με το DLP και το SLA, αλλά αντί για υγρό θα χρησιμοποιηθεί σκόνη. Η δέσμη λέιζερ θα λιώσει και θα προσκολλήσει τα σωματίδια σκόνης στρώμα προς στρώμα μέχρι να σχηματιστεί το τελικό μοντέλο. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολλά διαφορετικά υλικά (νάιλον, μέταλλο,…) για να δημιουργήσετε εξαρτήματα που είναι δύσκολο να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους, όπως καλούπια ή εξώθηση.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Η μαζική εκτύπωση μπορεί να γίνει με εύκολο τρόπο.  Περιορισμένη ποσότητα υλικών.
Η τιμή εκτύπωσης είναι σχετικά προσιτή. Δεν επιτρέπει την ανακύκλωση του υλικού.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Πιθανοί κίνδυνοι για την υγεία.
Κομμάτια με μεγάλη λεπτομέρεια. Τα κομμάτια είναι εύθραυστα.
Καλό για πειραματική χρήση. Η μετα-επεξεργασία είναι δύσκολη.
Μπορείτε να εκτυπώσετε μεγαλύτερα κομμάτια.

DLP (Ψηφιακή Επεξεργασία Φωτός)

Αυτή η τεχνολογία της ψηφιακή επεξεργασία φωτός είναι ένας άλλος τύπος τρισδιάστατης εκτύπωσης παρόμοιος με το SLA, και χρησιμοποιεί επίσης υγρά φωτοπολυμερή σκληρυμένα με φως. Ωστόσο, η διαφορά έγκειται στην πηγή φωτός, που στην προκειμένη περίπτωση είναι μια οθόνη ψηφιακής προβολής, εστιάζοντας στα σημεία που χρειάζεται να σκληρύνει η ρητίνη, επιταχύνοντας τη διαδικασία εκτύπωσης σε σύγκριση με το SLA.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Υψηλή ταχύτητα εκτύπωσης. Μη ασφαλή αναλώσιμα.
Μεγάλη ακρίβεια. Τα αναλώσιμα έχουν υψηλό κόστος.
Μπορεί να είναι καλό για διάφορους τομείς εφαρμογής.
3D εκτυπωτής με χαμηλό κόστος.

MSLA (Μάσκα SLA)

Βασίζεται στην τεχνολογία SLA και μοιράζεται πολλά από τα χαρακτηριστικά της, αλλά είναι ένας τύπος Τεχνολογία SLA με μάσκα. Δηλαδή, χρησιμοποιεί μια συστοιχία LED ως πηγή φωτός UV. Με άλλα λόγια, διαθέτει οθόνη LCD μέσω της οποίας εκπέμπεται φως που ταιριάζει με το σχήμα ενός στρώματος, εκθέτοντας όλη τη ρητίνη ταυτόχρονα και επιτυγχάνοντας υψηλότερες ταχύτητες εκτύπωσης. Δηλαδή, η οθόνη προβάλλει slices ή slices.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Λείο φινίρισμα επιφάνειας. Υψηλό κόστος.
Δυνατότητα εκτύπωσης πολύπλοκων μοτίβων. Λιγότερο φιλικό προς το περιβάλλον.
Ταχύτητα εκτύπωσης. Χρειάζεται διαδικασία σκλήρυνσης μετά την εκτύπωση.
Ποικιλία υλικών για να διαλέξετε. Δεν μπορείτε να εκτυπώσετε μεγάλα κομμάτια.
Συμπαγές και εύκολο στη μεταφορά. Αυτοί οι εκτυπωτές δεν είναι οι πιο ανθεκτικοί και στιβαροί.

DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ή DMLS (PolyJet Direct Metal Laser Sintering)

Σε αυτή την περίπτωση, δημιουργεί αντικείμενα με παρόμοιο τρόπο με το SLS, αλλά η διαφορά είναι ότι η σκόνη δεν λιώνει, αλλά θερμαίνεται από το λέιζερ σε σημείο που μπορεί να συντήξει σε μοριακό επίπεδο. Λόγω των τάσεων, τα κομμάτια είναι συνήθως κάπως εύθραυστα, αν και μπορούν να υποβληθούν σε μια επακόλουθη θερμική διαδικασία για να γίνουν πιο ανθεκτικά. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία για την κατασκευή εξαρτημάτων από μέταλλο ή κράμα.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Πολύ χρήσιμο βιομηχανικά. πρόσωπα.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτύπωση μεταλλικών εξαρτημάτων. Συνήθως είναι μεγάλα.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Τα μέρη μπορεί να είναι εύθραυστα.
Κομμάτια με μεγάλη λεπτομέρεια. Χρειάζεται μια μετα-διεργασία που περιλαμβάνει ανόπτηση για τη σύντηξη των μετάλλων ή άλλων τύπων υλικών.
Μπορείτε να εκτυπώσετε κομμάτια πολλών διαφορετικών μεγεθών.

Εξώθηση ή εναπόθεση (ένεση)

Όταν μιλάμε για την οικογένεια των εκτυπωτών που χρησιμοποιούν τεχνικές εναπόθεσης χρησιμοποιώντας εξωθητήρες υλικών, μπορεί κανείς να διαφοροποιήσει τις ακόλουθες τεχνολογίες:

FDM (Μοντελοποίηση απόθεσης Fused)

Αυτές οι τεχνικές μοντελοποίησης εναπόθεση λιωμένου υλικού για να συνθέσετε το αντικείμενο επίπεδο προς στρώμα. Όταν ένα νήμα θερμαίνεται και λιώνει, περνά μέσα από έναν εξωθητήρα και η κεφαλή κινείται στις συντεταγμένες XY που υποδεικνύονται από το αρχείο με το μοντέλο εκτύπωσης. Για την άλλη διάσταση χρησιμοποιήστε μια μετατόπιση Z για τα διαδοχικά επίπεδα.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Κλειστό. Είναι μεγάλα μηχανήματα για τη βιομηχανία.
Μεγάλη ποικιλία υλικών για να διαλέξετε. Δεν είναι φθηνά.
Καλής ποιότητας φινιρίσματα. Χρειάζονται περισσότερη συντήρηση.

FFF (Κατασκευή Fused Filament)

Διαφορές μεταξύ FDM και FFF; Αν και μερικές φορές χρησιμοποιείται ως συνώνυμο, το FDM είναι ένας όρος που αναφέρεται σε μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την Stratasys το 1989. Αντίθετα, ο όρος FFF έχει ομοιότητες, αλλά επινοήθηκε από τους δημιουργούς του RepRap το 2005.

Με τη διάδοση των τρισδιάστατων εκτυπωτών και του Η πατέντα FDM λήγει το 2009, άνοιξε ο δρόμος για νέους εκτυπωτές χαμηλού κόστους με μια πολύ παρόμοια τεχνολογία που ονομάζεται FFF:

  • FDM: μεγάλα και κλειστά μηχανήματα για χρήση στη μηχανολογία και με αποτελέσματα υψηλής ποιότητας.
  • FFF: ανοιχτοί εκτυπωτές, φθηνότεροι και με φτωχότερα και πιο ασυνεπή αποτελέσματα για εφαρμογές στις οποίες χρειάζονται εξαρτήματα με πολύ συγκεκριμένες ιδιότητες.
Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Είναι φθηνά. Τραχιά επιφάνεια των τεμαχίων.
Το νήμα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Η παραμόρφωση (παραμόρφωση) είναι συχνή. Δηλαδή, ένα μέρος του αντικειμένου που εκτυπώνετε είναι κυρτό προς τα πάνω λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των στρωμάτων.
Είναι απλοί. Το ακροφύσιο τείνει να βουλώνει.
Υπάρχει μεγάλη ποικιλία υλικών για να διαλέξετε. Χρειάζονται πολύ χρόνο για να εκτυπωθούν.
Είναι συμπαγείς και εύκολες στη μεταφορά. Προβλήματα μετατόπισης στρώματος λόγω έλλειψης προσκόλλησης μεταξύ των στρωμάτων.
Μπορείτε να τα βρείτε τόσο τελειωμένα όσο και σε κιτ για συναρμολόγηση. Αδυναμία
Το κρεβάτι ή το στήριγμα χρειάζεται συχνή βαθμονόμηση.

Άλλοι τύποι προηγμένων τρισδιάστατων εκτυπωτών

Εκτός από τους παραπάνω τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών ή τεχνολογιών εκτύπωσης, υπάρχουν άλλοι που μπορεί να μην είναι δημοφιλείς για οικιακή χρήση, αλλά είναι είναι ενδιαφέρουσες για τη βιομηχανία ή την έρευνα:

MJF (Multi Jet Fusion) ή MJ (Εκτόξευση υλικών)

Μια άλλη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που μπορείτε να βρείτε είναι το MJF ή απλά MJ. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι α διαδικασία που χρησιμοποιεί την έγχυση υλικών. Οι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών που έχουν υιοθετήσει αυτή τη μέθοδο εκτύπωσης προορίζονται κυρίως για τη βιομηχανία κοσμημάτων, επιτυγχάνοντας υψηλή ποιότητα με την έγχυση εκατοντάδων μικροσκοπικών σταγονιδίων φωτοπολυμερούς και στη συνέχεια μέσω μιας διαδικασίας σκλήρυνσης (στερεοποίησης) με υπεριώδη ακτινοβολία.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Υψηλή ταχύτητα εκτύπωσης. Αυτή τη στιγμή δεν διαθέτει κεραμικά υλικά στο εμπόριο.
Κατάλληλο για επαγγελματική χρήση. Η τεχνολογία δεν είναι πολύ διαδεδομένη.
Υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης κατά τη διαδικασία εκτύπωσης και μετα-επεξεργασίας.

SLM (Επιλεκτική τήξη λέιζερ)

Είναι προηγμένη τεχνολογία, με πηγή λέιζερ πολύ υψηλής ισχύος, και οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές αυτού του τύπου έχουν αρκετά υψηλές τιμές, επομένως προορίζεται για επαγγελματική χρήση. Κατά κάποιο τρόπο, μοιάζουν με την οπτική τεχνολογία SLS, που συντήκονται επιλεκτικά με λέιζερ. Πολύ χρησιμοποιημένο σε λιώνουμε επιλεκτικά τη μεταλλική σκόνη και δημιουργούν πολύ στιβαρά κομμάτια στρώμα προς στρώμα, ώστε να αποφεύγετε ορισμένες επόμενες επεξεργασίες.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μπορείτε να εκτυπώσετε μεταλλικά μέρη με πολύπλοκα σχήματα. Περιορισμένη ποσότητα υλικών.
Το αποτέλεσμα είναι ένα ακριβές και στιβαρό κομμάτι. Είναι ακριβά και μεγάλα.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Η κατανάλωση ενέργειας του είναι υψηλή.
Κατάλληλο για βιομηχανική χρήση.

EBM (τήξη δέσμης ηλεκτρονίων)

Τεχνολογία σύντηξη δέσμης ηλεκτρονίων Είναι μια διαδικασία παραγωγής πρόσθετων που μοιάζει πολύ με το SLM και είναι βαθιά ριζωμένη στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Είναι επίσης ικανό να παράγει πολύ πυκνά και στιβαρά μοντέλα, αλλά η διαφορά είναι ότι αντί για λέιζερ, χρησιμοποιείται δέσμη ηλεκτρονίων για την τήξη της μεταλλικής σκόνης. Αυτή η τεχνολογία για βιομηχανική χρήση μπορεί να οδηγήσει σε τήξη σε θερμοκρασίες 1000ºC.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μπορείτε να εκτυπώσετε μεταλλικά μέρη με πολύπλοκα σχήματα. Πολύ περιορισμένη ποσότητα υλικών, καθώς επί του παρόντος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ορισμένα μέταλλα, όπως κράματα κοβαλτίου-χρωμίου ή τιτανίου.
Το αποτέλεσμα είναι ένα ακριβές και στιβαρό κομμάτι. Είναι ακριβά και μεγάλα.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Η κατανάλωση ενέργειας του είναι υψηλή.
Κατάλληλο για βιομηχανική χρήση. Χρειάζονται εξειδικευμένο προσωπικό και μέτρα προστασίας για τη χρήση τους.

BJ (Binder Jetting)

Είναι ένας άλλος από τους υπάρχοντες τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών, με τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε βιομηχανικό επίπεδο. Σε αυτή την περίπτωση, αυτό χρησιμοποιήστε μια σκόνη ως βάση για την κατασκευή εξαρτημάτων, με συνδετικό για να σχηματιστούν στρώσεις. Δηλαδή χρησιμοποιεί σκόνες του υλικού μαζί με ένα είδος κόλλας που αργότερα θα αφαιρεθεί ώστε να μείνει μόνο το υλικό της βάσης. Αυτοί οι τύποι εκτυπωτών μπορούν να χρησιμοποιούν υλικά όπως γύψο, τσιμέντο, μεταλλικά σωματίδια, άμμο, ακόμη και πολυμερή.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μεγάλη ποικιλία υλικών για την κατασκευή των τεμαχίων. Μπορούν να είναι μεγάλα σε μέγεθος.
Μπορείτε να εκτυπώσετε μεγάλα αντικείμενα. Είναι ακριβά.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Δεν είναι κατάλληλο για οικιακή χρήση.
Κατάλληλο για βιομηχανική χρήση. Ίσως χρειαστεί να προσαρμόσετε το μοντέλο σε κάθε περίπτωση.

Σκυρόδεμα ή 3DCP

Είναι ένα είδος εκτύπωσης που βρίσκει όλο και περισσότερο ενδιαφέρον για τον κατασκευαστικό κλάδο. Το 3DCP σημαίνει 3D Concrete Printing, δηλαδή τρισδιάστατη εκτύπωση τσιμέντου. Μια διαδικασία υποβοηθούμενη από υπολογιστή για τη δημιουργία δομών τσιμέντου με εξώθηση για να σχηματιστούν στρώματα και έτσι να χτιστούν τοίχοι, σπίτια κ.λπ.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μπορούν να χτίσουν δομές γρήγορα. Μπορούν να είναι μεγάλα σε μέγεθος.
Έχουν μεγάλο ενδιαφέρον για τον κατασκευαστικό τομέα. Είναι ακριβά και πολύπλοκα.
Θα μπορούσαν να επιτρέψουν την κατασκευή φθηνότερων και πιο βιώσιμων κατοικιών. Κάθε θήκη θα πρέπει να προσαρμόσει τον τρισδιάστατο εκτυπωτή ειδικά.
Σημαντική εξέλιξη για τον αποικισμό άλλων πλανητών.

LOM (Κατασκευή πλαστικοποιημένων αντικειμένων)

Το LOM περιλαμβάνει ορισμένους τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών που χρησιμοποιούνται για το κατασκευή έλασης. Για αυτό χρησιμοποιούνται υφάσματα, φύλλα χαρτιού, φύλλα ή μεταλλικές πλάκες, πλαστικό κ.λπ., εναποθέτοντας φύλλο-φύλλο για τις στρώσεις και χρησιμοποιώντας μια κόλλα για την ένωσή τους, εκτός από τη χρήση βιομηχανικών τεχνικών κοπής για τη δημιουργία του σχήματος, όπως π.χ. μπορεί να είναι κοπή με λέιζερ.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Μπορούν να χτίσουν γερές κατασκευές. Δεν είναι συμπαγείς τρισδιάστατοι εκτυπωτές.
Δυνατότητα επιλογής μεταξύ πολύ διαφορετικών πρώτων υλών. Είναι ακριβά και πολύπλοκα.
Μπορεί να έχουν εφαρμογές στον τομέα της αεροναυπηγικής ή στον τομέα του ανταγωνισμού για ορισμένα σύνθετα υλικά. Χρειάζονται εξειδικευμένο προσωπικό.

DOD (Drop on Demand)

Μια άλλη τεχνική του πτώση κατόπιν ζήτησης χρησιμοποιεί δύο πίδακες «μελάνης», ο ένας αποθέτει το δομικό υλικό για το αντικείμενο και ο άλλος ένα διαλυτό υλικό για τα στηρίγματα. Με αυτόν τον τρόπο, χτίζει στρώμα-στρώμα, χρησιμοποιώντας πρόσθετα εργαλεία για τη διαμόρφωση του μοντέλου, όπως ένα μυγοκόπτη που γυαλίζει την περιοχή υπό κατασκευή. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνει μια τέλεια επίπεδη επιφάνεια, γι' αυτό και χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία όπου χρειάζεται μεγαλύτερη ακρίβεια, όπως για την κατασκευή καλουπιών.

Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Ιδανικό για βιομηχανική χρήση. Μπορούν να είναι μεγάλα σε μέγεθος.
Μεγάλη ακρίβεια στα φινιρίσματα. Είναι ακριβά και πολύπλοκα.
Μπορούν να εκτυπώσουν μεγάλα αντικείμενα. Χρειάζονται εξειδικευμένο προσωπικό.
Δεν χρειάζεται υποστήριξη. Κάπως περιορισμένα υλικά.

MME (εξώθηση μεταλλικού υλικού)

Αυτή η μέθοδος μοιάζει πολύ με το FFF ή το FDM, δηλαδή αποτελείται από την εξώθηση ενός πολυμερούς. Η διαφορά είναι ότι αυτό Το πολυμερές έχει υψηλό φορτίο μεταλλικής σκόνης. Επομένως, κατά τη δημιουργία του σχήματος, μπορεί να γίνει μετα-επεξεργασία (αποκόλληση και πυροσυσσωμάτωση) για τη δημιουργία ενός συμπαγούς μεταλλικού τμήματος.

UAM (Κατασκευή πρόσθετων υπερήχων)

Αυτή η άλλη μέθοδος χρησιμοποιεί μεταλλικά φύλλα που είναι στρώμα-στρώμα και συγχωνεύονται μεταξύ τους υπερήχων για να αναμειχθούν οι επιφάνειες και να δημιουργηθεί ένα συμπαγές μέρος.

βιοεκτύπωση

Τέλος, μεταξύ των τύπων τρισδιάστατων εκτυπωτών, δεν μπορεί να λείπει ένας από τους πιο προηγμένους και ενδιαφέροντες για ιατρική χρήση, μεταξύ άλλων εφαρμογών του κλάδου. Είναι περίπου τεχνολογία βιοεκτύπωσης, που μπορεί να βασιστεί σε κάποιες από τις προηγούμενες τεχνικές, αλλά με ιδιαιτερότητες. Για παράδειγμα, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες βασίζονται σε εναπόθεση στρώματος, πίδακες βιοϊνκ (bioink), βιοεκτύπωση με υποβοήθηση λέιζερ, πίεση, μικροεξώθηση, SLA, άμεση εξώθηση κυψελών, μαγνητικές τεχνολογίες κ.λπ. Όλα θα εξαρτηθούν από τη χρήση που θέλετε να του δώσετε, αφού το καθένα έχει τα πιθανά πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς του.

Η τρισδιάστατη βιοεκτύπωση έχει τρεις θεμελιώδεις φάσεις που είναι:

  1. Προ-βιοεκτύπωση: είναι η διαδικασία δημιουργίας ενός μοντέλου, όπως η τρισδιάστατη μοντελοποίηση με χρήση λογισμικού τρισδιάστατης εκτύπωσης. Όμως, σε αυτή την περίπτωση, απαιτούνται πιο σύνθετα βήματα για τη λήψη του εν λόγω μοντέλου, με εξετάσεις όπως βιοψίες, αξονική τομογραφία, μαγνητική τομογραφία κ.λπ. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να αποκτήσετε το μοντέλο που θα σταλεί για εκτύπωση.
  2. βιοεκτύπωση: Όταν χρησιμοποιούνται τα διάφορα απαραίτητα υλικά, όπως υγρά διαλύματα με κύτταρα, μήτρες, θρεπτικά συστατικά, βιομελάνια κ.λπ., και τοποθετούνται στην κασέτα εκτύπωσης έτσι ώστε ο εκτυπωτής να αρχίσει να δημιουργεί τον ιστό, το όργανο ή το αντικείμενο.
  3. Μετά βιοεκτύπωση: είναι η διαδικασία πριν από την εκτύπωση, όπως στην περίπτωση της τρισδιάστατης εκτύπωσης, υπάρχουν και διάφορες προηγούμενες διαδικασίες. Μπορούν να δημιουργήσουν μια σταθερή δομή, ωρίμανση ιστού, αγγείωση κ.λπ. Σε πολλές περιπτώσεις, χρειάζονται βιοαντιδραστήρες για αυτό.
Πλεονέκτημα Μειονεκτήματα
Δυνατότητα εκτύπωσης ζωντανών υφασμάτων. Περίπλοκο.
Θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα της έλλειψης οργάνων για μεταμόσχευση. Το κόστος αυτού του προηγμένου εξοπλισμού.
Εξάλειψη της ανάγκης για δοκιμές σε ζώα. Ανάγκη για προεπεξεργασία, εκτός από τη μετεπεξεργασία.
Ταχύτητα και ακρίβεια. Ακόμα σε πειραματικά στάδια.

Τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών ανάλογα με τα υλικά

Τροχός εκτυπωτή PLA 3d

Ένας άλλος τρόπος καταλογογράφησης τρισδιάστατων εκτυπωτών είναι με το είδος του υλικού στο οποίο μπορούν να εκτυπώσουν, αν και ορισμένοι από τους οικιακούς και βιομηχανικούς τρισδιάστατους εκτυπωτές δέχονται μια ποικιλία υλικών για εκτύπωση (εφόσον έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά, όπως σημείο τήξης,…), όπως ένας συμβατικός εκτυπωτής μπορεί να χρησιμοποιήσει διαφορετικούς τύπους χαρτιού.

μεταλλικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές

τυπωμένο μέταλλο

Όλα τα μέταλλα δεν είναι κατάλληλα για διαφορετικούς τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών. Στην πραγματικότητα, χρησιμοποιώντας ορισμένες από τις τεχνολογίες που φαίνονται παραπάνω, μόνο μερικές μπορούν να αντιμετωπιστούν. ο πιο κοινές μεταλλικές σκόνες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή προσθέτων είναι:

  • Ανοξείδωτο χάλυβα (διάφοροι τύποι)
  • Χάλυβας εργαλείων (με διαφορετική σύνθεση άνθρακα)
  • Κράματα τιτανίου.
  • Κράματα αλουμινίου.
  • Υπερκράματα με βάση το νικέλιο, όπως το Inconel (ένα ωστενιτικό κράμα Ni-Cr).
  • Κράματα κοβαλτίου-χρωμίου.
  • Κράματα με βάση τον χαλκό.
  • Πολύτιμα μέταλλα (χρυσός, ασήμι, πλατίνα,…).
  • Εξωτικά μέταλλα (παλλάδιο, ταντάλιο,…).

τρισδιάστατοι εκτυπωτές τροφίμων

τυπωμένο κρέας

Πηγή: REUTERS/Amir Cohen

Είναι ολοένα και πιο συνηθισμένο να το βρεις 3D εκτυπωτές για την παρασκευή τροφίμων χρησιμοποιώντας μεθόδους παραγωγής πρόσθετων. Σε αυτή την περίπτωση, μερικά από τα πιο κοινά είναι:

  • Λειτουργικά συστατικά (πρεβιοτικά, προβιοτικά, μέταλλα, βιταμίνες, λιπαρά οξέα, φυτοχημικά και άλλα αντιοξειδωτικά).
  • Fiber
  • Λίπη
  • Διαφορετικοί τύποι υδατανθράκων, όπως αλεύρι και ζάχαρη.
  • Πρωτεΐνες (ζωικές ή φυτικές) για να σχηματίσουν υφές σαν κρέας.
  • Υδροπηκτές, όπως ζελατίνη, και αλγινικό.
  • Σοκολάτες.

Πλαστικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές

3D πλαστικά

Φυσικά, ένα από τα πιο χρησιμοποιούμενα υλικά για τρισδιάστατη εκτύπωση, ειδικά για οικιακούς τρισδιάστατους εκτυπωτές, είναι τα πολυμερή:

Όντας τόσο δημοφιλείς και πολυάριθμοι, θα αφιερώσουμε ένα άρθρο ειδικά για αυτούς.
  • Πλαστικά όπως PLA, ABS, PET, PC κ.λπ.
  • Πολυμερή υψηλής απόδοσης όπως PEEK, PEKK, ULTEM κ.λπ.
  • Συνθετικά πολυαμίδια τύπου υφασμάτων όπως νάιλον ή νάιλον.
  • Υδατοδιαλυτά όπως HIPS, PVA, BVOH κ.λπ.
  • Ευέλικτο όπως TPE ή TPU, όπως αυτές των θηκών κινητών τηλεφώνων από σιλικόνη.
  • Ρητίνες με βάση τον πολυμερισμό.

Επίσης, εάν πρόκειται να χρησιμοποιήσετε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή για να εκτυπώσετε αντικείμενα για χρήση σε τρόφιμα, όπως φλιτζάνια, ποτήρια, πιάτα, μαχαιροπίρουνα κ.λπ., θα πρέπει να γνωρίζετε τι πλαστικά ασφαλή για τρόφιμα:

  • PLA, PP, συμπολυεστέρας, PET, PET-G, HIPS, νάιλον 6, ABS, ASA και PEI. Εάν τα χρησιμοποιείτε για πλύσιμο στο πλυντήριο πιάτων ή αντέξουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, πετάξτε τα νάιλον, PLA και PET, καθώς τείνουν να παραμορφώνονται σε θερμοκρασίες μεταξύ 60-70ºC.

Βιοϋλικά

βιοεκτυπωμένο αγγειακό σύστημα

Πηγή: BloodBusiness.com

Όσον αφορά τρισδιάστατη βιοεκτύπωση, μπορείτε επίσης να βρείτε μεγάλη ποικιλία προϊόντων και υλικών:

  • συνθετικά πολυμερή.
  • Πολυ-L-γαλακτικό οξύ.
  • Βιομόρια, όπως το DNA.
  • Βιομελάνες χαμηλού ιξώδους με κύτταρα σε εναιώρημα (ειδικά κύτταρα ή βλαστοκύτταρα). Με υαλουρονικό οξύ, κολλαγόνο κ.λπ.
  • Μέταλλα για προσθετικά.
  • Πρωτεΐνες.
  • Σύνθετα.
  • Ζελατίνη αγαρόζη.
  • φωτοευαίσθητα υλικά.
  • Ακρυλικά και εποξειδικές ρητίνες.
  • Τερεφθαλικό πολυβουτυλένιο (PBT)
  • Πολυγλυκολικό οξύ (PGA)
  • Κετόνη πολυαιθέρα αιθέρα (PEEK)
  • Πολυουρεθάνης
  • Πολυβινυλική αλκοόλη (PVA)
  • Πολυγαλακτικό-συν-γλυκολικό οξύ (PLGA)
  • Χιτοζάνη
  • Άλλες πάστες, υδρογέλες και υγρά.

Σύνθετα και υβρίδια

ανθρακονήματα, σύνθετα υλικά

Υπάρχουν και άλλοι υβριδικές ενώσεις για τρισδιάστατους εκτυπωτές, αν και τείνουν να είναι πιο εξωτικοί και πολύ διαφορετικοί:

  • Με βάση το PLA (70% PLA + 30% άλλο υλικό), όπως ξύλο, μπαμπού, μαλλί, νήματα φελλού κ.λπ.
  • Σύνθετα (ανθρακόνημα, υαλοβάμβακα, κέβλαρ κ.λπ.).
  • Αλουμίνα (μίγμα πολυμερών και σκονών αλουμινίου).
  • Κεραμικά. Μερικά παραδείγματα είναι η πορσελάνη, η τερακότα κ.λπ.
    • Οξείδια μετάλλων: αλουμίνα, ζιργκόν, χαλαζίας κ.λπ.
    • Χωρίς οξείδιο: καρβίδια πυριτίου, νιτρίδιο αλουμινίου κ.λπ.
    • Βιοκεραμικά: όπως υδροξυαπατίτης (HA), φωσφορικό τριασβέστιο (TCP) κ.λπ.
  • Ενώσεις με βάση το τσιμέντο, όπως διαφορετικοί τύποι κονιάματος και σκυροδέματος.
  • Νανοϋλικά και έξυπνα υλικά.
  • Και πολλά ακόμα καινοτόμα υλικά που έρχονται.

Ανάλογα με τις χρήσεις

Τελευταίο αλλά εξίσου σημαντικό, θα μπορούσαν επίσης να καταλογιστούν διάφοροι τύποι τρισδιάστατων εκτυπωτών ανάλογα με τη χρήση τι θα δοθεί:

Βιομηχανικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές

βιομηχανικός τρισδιάστατος εκτυπωτής

ο βιομηχανικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές Είναι ένας πολύ ιδιαίτερος τύπος εκτυπωτή. Έχουν συνήθως προηγμένες τεχνολογίες, εκτός από το ότι είναι αρκετά μεγάλα σε μέγεθος, και η τιμή τους είναι χιλιάδες ευρώ. Είναι σχεδιασμένα για χρήση στη βιομηχανία, για να κατασκευάζονται γρήγορα, με ακρίβεια και σε μεγάλες ποσότητες. Και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τομείς όπως η αεροναυπηγική, η ηλεκτρονική και ημιαγωγοί, τα φαρμακευτικά προϊόντα, τα οχήματα, οι κατασκευές, η αεροδιαστημική, ο μηχανοκίνητος αθλητισμός κ.λπ.

Ο βιομηχανικοί 3d εκτυπωτές τιμές μπορεί να ταλαντωθεί από 4000 € έως 300.000 € σε ορισμένες περιπτώσεις, ανάλογα με το μέγεθος, τη μάρκα, το μοντέλο, τα υλικά και τα χαρακτηριστικά.

Μεγάλοι τρισδιάστατοι εκτυπωτές

εκτυπωτή 3d

Αν και αυτός ο τύπος μεγάλοι τρισδιάστατοι εκτυπωτές θα μπορούσε να συμπεριληφθεί στα βιομηχανικά, είναι αλήθεια ότι υπάρχουν ορισμένα μοντέλα που έχουν σχεδιαστεί για χρήση εκτός της βιομηχανίας, όπως ορισμένοι εκτυπωτές που μπορούν να εκτυπώσουν μεγάλα εξαρτήματα για εκείνους τους κατασκευαστές που το χρειάζονται, για μικρές εταιρείες κ.λπ. Αναφέρομαι σε εκείνα τα μοντέλα που δεν είναι τόσο μεγάλα και ακριβά όσο τα βιομηχανικά, όπως τα Anycubic Chiron, Snapmaker 3D, Tronxy X5SA, Tevo Tornado, Creality CR 10S, Dremer DigiLab 3D20 κ.λπ.

Φθηνοί 3D εκτυπωτές

φθηνός 3d εκτυπωτής

Πολλά κιτ τοποθέτησης Εκτυπωτές 3D για οικιακή χρήση, ή μερικά έργα ανοιχτού κώδικα, όπως η Prusa, η Lulzbot, η Voron, η SeeMeCNC, η BigFDM, η Creality Ender, η Ultimaker κ.λπ., καθώς και άλλες μάρκες που πωλούν συμπαγείς τρισδιάστατους εκτυπωτές, έχουν φέρει και την τρισδιάστατη εκτύπωση σε πολλά σπίτια. Αυτό που προηγουμένως μόνο λίγες εταιρείες μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά, τώρα μπορεί να έχει παρόμοια τιμή με τους συμβατικούς εκτυπωτές.

Γενικά, αυτοί οι εκτυπωτές είναι προορίζεται για ιδιωτική χρήση, όπως λάτρεις ή κατασκευαστές DIY ή για ορισμένους ελεύθερους επαγγελματίες που πρέπει να δημιουργούν ορισμένα μοντέλα σε περιστασιακή βάση. Αλλά δεν έχουν σχεδιαστεί για να δημιουργούν μεγάλα μοντέλα, ούτε μαζικά ούτε γρήγορα. Και, ως επί το πλείστον, είναι κατασκευασμένα με ρητίνη ή πλαστικό νήμα.

3d μολύβι

3d μολύβι

Τέλος, για να ολοκληρώσω αυτό το άρθρο, δεν ήθελα να αφήσω τον εαυτό μου πίσω 3D μολύβια. Δεν είναι ένας από τους τύπους τρισδιάστατων εκτυπωτών ως τέτοιοι, αλλά έχουν έναν κοινό στόχο και μπορούν να είναι πολύ πρακτικοί στη δημιουργία κάποιων απλών μοντέλων, για παιδιά κ.λπ.

έχουν πολύ φθηνή τιμή, και βασικά είναι μικροσκοπικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές χειρός σε σχήμα στυλό με το οποίο να κάνει σχέδια με όγκο. Συνήθως χρησιμοποιούν πλαστικά νήματα όπως PLA, ABS κ.λπ., και η λειτουργία τους είναι πολύ απλή. Βασικά συνδέονται σε μια πρίζα και θερμαίνονται σαν κολλητήρια ή πιστόλια θερμής κόλλας. Έτσι λιώνουν το πλαστικό που θα ρέει μέσα από την άκρη για να δημιουργηθεί το σχέδιο.

Μάθετε περισσότερα


Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.