Wynalazek praktyczny – drukarka 3D – to nic innego jak generator plastikowych podzespołów. Każdy z nas zapewne wie jak działa zwykła drukarka. Głowica wykonuje poziome przesunięcia nakładając na przesuwającą się kartkę fragmenty atramentu. Tym fragmentem jest najczęściej punkt składający się z maleńkiej kropelki atramentu. W taki sposób można wypełnić powierzchnię całej kartki.

 

 

Jak działa drukarka 3D?

 

Podobnie z drukarką 3D. Tym razem wypełniamy powierzchnię np. ciekłym plastikiem – materiałem dość plastycznym i po wykonaniu elementu wytrzymałym i sztywnym na rozciąganie i zgniatanie. Drukarka początkowo nakłada pierwszą warstwę materiału podobnie jak tradycyjna drukarka atrament – materiał jest rozprowadzany w przestrzeni dwuwymiarowej. Po wykonaniu pierwszej warstwy głowica podnosi się o np. 0,1 mm i wykonuje kolejną warstwę na tej już wykonanej. Drukowanie przypomina stawianie klocków jeden na drugim i z tego powstaje pełny obiekt.

 

Głowica drukarki przypomina swoim wyglądem pistolet do kleju na gorąco. Głowica nagrzewa się i topi surowiec do postaci ciekłej. Następnie w odpowiednim miejscu umieszcza kroplę, która zastygając przykleja się do innych wcześniej nałożonych warstw. Tak kropla po kropli tworzy się linia. Z linii tworzona jest płaszczyzna, a zbór kolejnych płaszczyzn drukowanych na sobie tworzy bryłę trójwymiarową, którą można wziąć w ręce.

 

Drukarka 3D składa się z głowicy drukującej materiał i suwnicy umożliwiającej precyzyjne przemieszczanie się głowicy w 3 wymiarach, lewo-prawo, przód-tył, góra-dół. Drukarka wykonuje model tzw. CAD – wykonany w programie 3D. Najpierw taki model należy wykonać w programie graficznym 3D, następnie wykonać kompilację modelu tak by drukarka wiedziała jak go wykonać warstwa po warstwie nakładając odpowiednio materiał. Im dłużej wykonywany „druk”, tym kropla materiału może być mniejsza i obiekt dokładniejszy. Obecnie druk małej bryły np. 10x10x10cmm może trwać kilkadziesiąt godzin!

 

 

 

 

Cena drukarek 3D

 

Niestety – obecnie drukarki 3D są w fazie produkcji i testów. Materiał z jakiego wykonuje się podzespoły pozostawia wiele do życzenia. Jego twardość, precyzja wykonania i elastyczność nie jest wierna oryginałowi – modelowi wykonanemu tradycyjną metodą np. poprzez wtrysk. Lepsze materiały często podczas pracy drukarki wytwarzają toksyczne substancje lotne, zatem dochodzi problem wentylacji pomieszczenia w którym znajduje się drukarka. Dodatkowym problemem jest cena. Pomimo skomplikowanego procesu – koszty samej drukarki maleją z roku na rok. Obecnie najtańszą drukarkę 3D można zbudować już za sumę 2000zł. Jednak ceny materiałów z którego wykonywane są druki 3D potrafią kosztować nawet 50zł za kilogram surowca.

 

Do druku wykorzystywany jest najczęściej materiał PLA – Polilaktyd. Jak sama nazwa wskazuje jest to polimer – surowiec do produkcji np. szybko degradowanych butelek plastikowych. Jest to w pełni ekologiczny materiał jednak bardzo słaby jeżeli chodzi o produkcję i zastosowanie niektórych obiektów np. wytrzymałość kół zębatych na tarcie i ścieranie.

 

Dobrym materiałem jest ABS – (poliakrylonitryl-co-butadien-co-styren) – materiał wykorzystywany do produkcji np. plastikowych przycisków lub obudów urządzeń elektronicznych – jest twardszy i bardziej wytrzymały od PLA – lecz troszkę droższy. Temperatura obróbki musi wynosić od 180 do 240 stopni C. Po wydruku należy obiekt wygrzać w temperaturze 70C od 1 do 4 godzin by uzyskać twardość i sztywność.

 

 

Przyszłość drukarek 3D

 

Naukowcy pracują nad otrzymaniem dobrego i jednocześnie taniego surowca do druku w drukarkach 3D. Być może obiecującym materiałem może być nylon. Być może zmieni się także proces wytopu, np. czynnikiem plastycznym będzie składnik chemiczny, a nie proces termiczny. Dobrze by było wykonać nadruk kompozytowy np. włókno węglowe (lekkie i wytrzymałe lecz obecnie drogie i technicznie niemożliwe).

 

 

Zastosowanie druku 3D

 

Jak mówią naukowcy drukarki 3D to przyszłość w domu. Będzie można wykonać na własne potrzeby element zamienny do wielu urządzeń i podzespołów mechanicznych. Od plastikowego przycisku w urządzeniu po koła zębate, od podzespołów ważnych urządzeń po klocki lego. Oczywiście – fajna perspektywa wykonania dowolnego elementu plastikowego – jeżeli się nam coś uszkodzi. Być może niektórych urządzeń nie będziemy musieli kupować – znaczną większość będzie można wydrukować sobie na domowej drukarce 3D. Powstał nawet projekt drukowania samej drukarki 3D – czyli powielania maszyny tej która tworzy sama siebie. Oczywiście elementy elektroniczne i np. serwa lub silniki należy wcześniej zakupić, ale np. koła zębate, elementy mocowania suwnic, podstawkę – będzie można wykonać na tej samej maszynie drukującej 3D.  

 

 

Marzy mi się...

 

Fascynacja drukiem 3D powstała z fantazji – wykonać domowymi sposobami dowolny element – albo nawet całe urządzenie. Być może nie za 10 czy 20 lat ale w przyszłości naukowcy opracują inne metody tworzenia podzespołów, z których będzie możliwość wyprodukowania – wydrukowania 3D np. układów scalonych, elementów stalowych, cewek, łożysk. Być może da się w sztuczny sposób wytworzyć materiały np. magnesy. Jest to marzenie, lecz do tego dążą te proste projekty drukowania w 3D zwykłych kloców lub kół zębatych. Wcześniej zaczynaliśmy od latawców, a dziś mamy odrzutowce przenoszące ludzi i towar w powietrzu. Może i drukarka 3D to taki latawiec, pomysł na rozbudowanie domowego przemysłu.

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą Altao.pl. Kup licencję