Технология печати трехмерных объектов на 3d принтерах

Технология 3D печати стремительно входит в жизнь современного общества. Если раньше она применялась в основном в области фотографии, киноискусства и мультипликации, то сегодня сфера ее применения значительно расширилась.

3D принтеры применяют для создания всевозможных макетов и прототипов готовых изделий, в мелкосерийном производстве эксклюзивных предметов, в полиграфической отрасли для создания рекламной и сувенирной продукции, в медицине используют протезы и имплантанты из биосовместимых материалов. В строительной промышленности появились 3D принтеры, которые печатают блоки и даже целые здания при помощи специальной бетонной смеси с добавлением полимеров и особых отвердителей.

Что представляет собой объемная печать?

Сначала в программах 3D моделирования создается трехмерная модель будущего объекта. Следующий шаг обработка цифровой модели программой «слайсером», которая «нарезает» объект на множество горизонтальных линий и создает понятный 3D принтеру код. На основе заданной программы, принтер осуществляет «выращивание» объекта, методом послойного наплавления материала. Действие происходит до полной готовности изделия. Применение 3D технологии – серьезная альтернатива классической печати она позволяет создавать объемные физические объекты.

Материалы для 3D печати

Ассортимент материалов, с которыми работают 3D принтеры велик и постоянно расширяется. Существуют достаточно экзотичные варианты, но самым распространенным сырьем являются термопластики. Наиболее популярны марки ABS и PLA. ABS – пластик прочный и надежный, из него можно изготовить детали машин и механизмов, однако он разрушается от воздействия прямого солнечного света. PLA – полилактид, изготавливается из натуральных материалов: кукурузы, сои, сахарного тростника. Благодаря натуральному происхождению, изделия из такого пластика полностью биосовместимы и могут использоваться для производства посуды, пищевой упаковки и даже имплантатов.

Так же находят свое применение такие материалы, как:

• цементные полимеры, по свойствам аналогичные бетону, но более прочные;
• шоколад, карамель и другие съедобные компоненты;
• плавкие металлы со специальными примесями для более низкой температуры разжижения;
• дерево, используемое в пульповых растворах;
• бумага, которая в сочетании с клеем используется для ламинирования изделий;
• штукатурка в виде сухого порошка;
• фотополимеры способные менять свойства при воздействии света.

Производство нити для 3D принтера

Особенности технологии 3D печати не позволяют использовать полимерное сырье в виде порошка или гранул. Существующие ограничения вызывают необходимость придать термопластику форму волокна, для этого используется специальное оборудование - экструдер для 3d нити. Промышленный экструдер для 3d нити представляет из себя дорогостоящее, крупногабаритное оборудование, которое имеет производительность несколько десятков килограмм в час. Помимо этого, широкое распространение получили настольные модели для небольших предприятий и личного использования, цена которых начинается от 1000$, а производительность составляет несколько килограмм в час.

Производство нити для 3D принтера – процесс, не отличающийся особой сложностью. Важно четкое соблюдение температуры обработки и пропорций компонентов.

Основные этапы производства:

1. Подготовка сырья. Готовые гранулы тщательно высушивают, чтобы полностью исключить попадание влаги. Затем, при необходимости, добавляется красящий пигмент, масса перемешивается и поступает в экструдер.
2. В бункере экструдера смесь разогревается, перемешивается и, расплавившись до однородной консистенции, продавливается шнековым механизмом через сопло нужного диаметра.
3. После экструдера нить попадает в емкость с водой, где пластик охлаждается и затвердевает.
4. Сушка – остывший пластик с помощью роликовой системы передается в специальную камеру, где он высушивается горячим воздухом.
5. Замеры толщины нити и фасовка – высохший материал наматывается на катушку или собирается в мотки заданного веса.

Использование современного оборудования, четкое соблюдение технологии и контроль на каждом из этапов позволяют получить нити для 3D принтера высокого качества и требуемых параметров.