Ένας οδηγός για αρχάριους στην τρισδιάστατη εκτύπωση

Βλέπουμε τον κόσμο σε τρεις διαστάσεις. Τώρα, μπορούμε να εκτυπώνουμε και σε τρεις διαστάσεις, χάρη σε μια διαδικασία κατασκευής που έχει γίνει κυρίαρχη τα τελευταία χρόνια: η τρισδιάστατη εκτύπωση.

Ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής χρησιμοποιεί μια «διαδικασία παραγωγής πρόσθετων» (που σημαίνει ότι ένα αντικείμενο δημιουργείται ένα στρώμα τη φορά). Οι περισσότεροι τρισδιάστατοι εκτυπωτές έχουν μία μόνο κεφαλή εξώθησης, πράγμα που σημαίνει ότι εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε πολλά χρώματα, μπορείτε πρέπει να εκτυπώσετε το αντικείμενό σας σε τμήματα, και ακόμη και τότε θα είστε περιορισμένοι στο πώς μπορεί να είναι το αντικείμενο έγχρωμος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πιο συνηθισμένα τρισδιάστατα παραδείγματα είναι αντικείμενα όπως ένα πλαστικό Yoda σε μπλε απόχρωση -- οι μονόχρωμοι εκτυπωτές είναι πιο συνηθισμένοι. Όμως, ενώ σε όλους αρέσει να εκτυπώνουν Yoda, η πραγματικότητα είναι ότι οι σημερινοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούνται για να εκτυπώνουν τα πάντα, από πρωτότυπα σχεδιασμού μέχρι κοσμήματα, χειροτεχνίες, μέρη προϊόντων, μέρη σώματος, ακόμη και τρόφιμα.

Όταν οι εκτυπωτές στερεολιθογραφίας παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1980, κόστιζαν εξαψήφιο αριθμό και στόχευαν σε εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές. Μόλις το 2012 περίπου οι τιμές έπεσαν δραματικά, με τους εκτυπωτές να κοστίζουν 1.000 δολάρια σε αντίθεση με 20.000 δολάρια. Με τις πτώσεις των τιμών ήρθε και η διεύρυνση του κοινού για τους τρισδιάστατους εκτυπωτές: Ο κατασκευαστής, οι τέχνες και οι κοινότητες εκπαίδευσης συμμετείχαν, όπως και οι σχεδιαστές που αναζητούσαν φθηνό, γρήγορο πρωτότυπο. Οι τιμές αναμένεται να μειωθούν ακόμη 6,4% το 2016, σύμφωνα με έκθεση ερευνητή αγοράς IBISWorld.

Διαφορετικοί εκτυπωτές χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές εκτύπωσης. Οι καταναλωτικοί εκτυπωτές 3D χρησιμοποιούν γενικά μία από τις δύο κύριες προσεγγίσεις.

FFM (κατασκευή συντηγμένου νήματος, που αναφέρεται επίσης ως κατασκευή απόθεσης νήματος ή λιωμένο νήμα Deposition) οι εκτυπωτές χρησιμοποιούν μια κινούμενη κεφαλή εκτύπωσης για να δημιουργήσουν στρώματα λιωμένου πλαστικού νήματος σε σχήμα αντικείμενο.

Οι εκτυπωτές SLA (στερεολιθογραφία) στερεοποιούν τη ρητίνη χρησιμοποιώντας υπεριώδες λέιζερ (ορισμένα μοντέλα χρησιμοποιούν προβολείς ψηφιακής επεξεργασίας φωτός, αλλά αυτοί τείνουν να είναι λιγότερο ακριβείς). Οι εκτυπωτές SLA είναι γενικά πιο δαπανηροί, αλλά είναι ικανοί για πιο ακριβή και λεπτομερή μοντέλα λόγω της ανάλυσης και της ακρίβειας του λέιζερ.

Οι εκτυπωτές FFM μπορούν συνήθως να τροφοδοτήσουν ένα πλήθος υλικών μέσω των εξωθητών τους. Οι κοινές επιλογές περιλαμβάνουν το ABS, ένα φθηνό, ανθεκτικό και ανακυκλώσιμο υλικό με βάση το πετρέλαιο, και το PLA (Πολυγαλακτικό Οξύ), ένα σκληρό, βιοδιασπώμενο υλικό που είναι θερμικά ελατό και βάφεται, αλλά είναι επίσης πιο δύσκολο να κολληθεί από το ABS. Αυτά τα υλικά διατίθενται συχνά σε μια σειρά χρωμάτων, αλλά επειδή οι περισσότεροι εκτυπωτές έχουν μόνο μία κεφαλή εκτύπωσης, γενικά θα εκτυπώσετε ολόκληρο το αντικείμενο σας με ένα μόνο χρώμα.

Οι εκτυπωτές SLA έχουν πιο περιορισμένες επιλογές τόσο σε διαθέσιμα υλικά όσο και σε διαθέσιμα χρώματα. Οι επιλογές υλικού θα εξαρτηθούν από το εάν ο εκτυπωτής χρησιμοποιεί το υπεριώδες λέιζερ ή έναν προβολέα DLP. Τα υλικά της ρητίνης μπορεί να είναι είτε άκαμπτα είτε εύκαμπτα και είναι πιο ακριβά από τα πλαστικά νήματα που χρησιμοποιούνται στην εκτύπωση FFM.

Ενώ το κόστος τόσο για τους εκτυπωτές όσο και για τα υλικά εκτύπωσης έχει μειωθεί σημαντικά, η αγορά ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή παραμένει μια σημαντική επένδυση, ξεκινώντας από περίπου 300 $ και ανεβαίνοντας γρήγορα από εκεί.

Ίσως η μεγαλύτερη πρόκληση είναι η χρηστικότητα. Η εγκατάσταση και η χρήση εκτυπωτών έχουν γίνει πιο εύκολα, αλλά για να δημιουργήσετε κάτι, πρέπει να ξεκινήσετε με κάτι—συγκεκριμένα, ένα τρισδιάστατο μοντέλο.

Εάν είστε γνώστες του σχεδιασμού, ίσως μπορείτε να δημιουργήσετε ένα σχέδιο χρησιμοποιώντας λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης και να εξαγάγετε το τελικό ψηφιακό προϊόν ως το αρχείο STL που χρησιμοποιούν όλοι οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές για την εκτύπωση. Ωστόσο, για εμάς τους απλούς θνητούς, γενικά σχετίζεται είτε με τη χρήση ελεύθερα διαθέσιμων αρχείων STL (μπορείτε να βρείτε πολλά δωρεάν σε μια ηλεκτρονική βιβλιοθήκη τρισδιάστατων αντικειμένων όπως Thingiverse), αγοράζοντας ένα σχέδιο από διάφορα ηλεκτρονικά καταστήματα ή δημιουργώντας τις δικές σας τρισδιάστατες σαρώσεις.

Εάν σκοπεύετε να ακολουθήσετε τη διαδρομή σάρωση μόνοι σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια κάμερα web 3D, διαθέσιμη σε ορισμένους υπολογιστές (συμπεριλαμβανομένου του φιλικού προς τον κατασκευαστή HP Sprout, το οποίο διαθέτει μια επιλογή περιστρεφόμενης πλατφόρμας για χρήση με τον ενσωματωμένο σαρωτή 3D) ή ως αυτόνομες συσκευές, μια κάμερα 3D όπως ένα Microsoft Kinect ή χρήση υπηρεσίας σάρωσης 3D τρίτων κατασκευαστών.

Προτού παραλάβετε έναν φτηνό τρισδιάστατο εκτυπωτή και πειραματιστείτε στον τρισδιάστατο κόσμο, σκεφτείτε το μέγεθος των αντικειμένων που ίσως θέλετε να δημιουργήσετε. Εάν ο στόχος σας είναι να εκτυπώσετε χάρακες μήκους ποδιών (για κάποιο λόγο), δεν θα πετύχετε αυτόν τον στόχο, εάν ο εκτυπωτής που θα επιλέξετε μπορεί να χειριστεί μόνο αντικείμενα μικρότερα 6 ίντσες σε ύψος και πλάτος.

Ένας άλλος έλεγχος πραγματικότητας είναι η ταχύτητα και η ποιότητα εκτύπωσης. Θα μπορείτε να αποκλείσετε τις δουλειές μιας ημέρας ενώ ο εκτυπωτής λειτουργεί, με ένα τυπικό μοντέλο 4 ιντσών που απαιτεί έως και 12 ώρες για εκτύπωση. Όπως συμβαίνει με τους συνηθισμένους εκτυπωτές, η ταχύτητα εκτύπωσης εξαρτάται επίσης από την ποιότητα εκτύπωσης.

Τέλος, σκεφτείτε τι είδους έξοδο θέλετε και όχι μόνο επειδή πρέπει να σκεφτείτε ποια υλικά θα χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε το αντικείμενό σας. Εάν θέλετε πολύ λεπτομερή αντικείμενα, όπως κοσμήματα ή μοντέλα σε κλίμακα, προμηθευτείτε έναν εκτυπωτή SLA, καθώς είναι καλύτεροι στην αναπαραγωγή των λεπτών λεπτομερειών. Εάν θέλετε χαμηλό κόστος και ευκολία στη χρήση, προμηθευτείτε έναν εκτυπωτή FFM.

Και ενώ το PLA θεωρείται ένα κάπως πιο ασφαλές υλικό για τα τρόφιμα από το ABS, κανένα από τα δύο - εξωθημένο μέσω ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή - δεν είναι πραγματικά ασφαλές για φαγητό για διάφορους λόγους. Η συμβουλή μας: Μην σκέφτεστε καν να τυπώσετε πιάτα, φλιτζάνια και κουτάλια.

Εάν έχετε περιορισμένο προϋπολογισμό και είστε πρόθυμοι να κάνετε κάποιους συμβιβασμούς, τα 349 $ Εκτυπωτής M3D Micro 3D είναι μια εξαιρετική επιλογή εκκίνησης. Αυτό το μοντέλο FFM θα δημιουργήσει αντικείμενα μικρότερα από 5 ίντσες και χρησιμοποιεί μια ποικιλία υλικών, ωστόσο είναι πιο αργό από άλλα μοντέλα που έχουμε δει.

Για τους λάτρεις με μεγαλύτερο προϋπολογισμό, προτείνουμε τα $1.250 Aleph Objects Lulzbot Mini, που εντυπωσιάζει με την ευκολία χρήσης και το εύρος των χαρακτηριστικών του. Αυτός ο εκτυπωτής FFM υποστηρίζει την εκτύπωση αντικειμένων μόλις κάτω των έξι ιντσών, υποστηρίζει ένα εντυπωσιακό εύρος από νηματώδη υλικά και συνοδεύεται από μια προσαρμοσμένη έκδοση του δημοφιλούς ανοιχτού κώδικα Cura 3D λογισμικό.