Aloittelijan opas 3D-tulostukseen

Näemme maailman kolmessa ulottuvuudessa. Nyt voimme tulostaa myös kolmessa ulottuvuudessa viime vuosina yleistyneen valmistusprosessin, 3D-tulostuksen, ansiosta.

3D-tulostin käyttää "additiivista valmistusprosessia" (mikä tarkoittaa, että esine rakennetaan kerroksittain). Useimmissa 3D-tulostimissa on yksi ekstruuderin pää, mikä tarkoittaa, että jos haluat käyttää useita värejä, voit sinun on tulostettava objektisi osissa, ja silloinkin sinulla on rajoitettu kuinka objekti voi olla värillinen. Tästä syystä yleisimmät 3D-esimerkit ovat esineitä, kuten sinivärinen muovinen Yoda – yksiväriset tulostimet ovat yleisimpiä. Mutta vaikka kaikki rakastavat Yodan tulostamista, todellisuus on, että nykypäivän 3D-tulostimilla tulostetaan kaikkea suunnitteluprototyypeistä koruihin, käsityöhön, tuotteen osiin, ruumiinosiin ja jopa ruokaan.

Kun stereolitografiatulostimet esiteltiin ensimmäisen kerran 1980-luvun puolivälissä, ne maksoivat kuusi numeroa ja ne oli suunnattu kaupallisiin ja teollisiin sovelluksiin. Vasta noin vuonna 2012 hinnat laskivat dramaattisesti, ja tulostimet maksoivat 1 000 dollaria 20 000 dollarin sijaan. Hintojen laskun myötä 3D-tulostimien yleisö laajeni: valmistajat, taide- ja koulutusyhteisöt pääsivät mukaan, samoin kuin suunnittelijat, jotka etsivät halpoja ja nopeita prototyyppejä. Hintojen odotetaan laskevan vielä 6,4 prosenttia vuonna 2016 markkinatutkijan raportin mukaan IBISWorld.

Eri tulostimet käyttävät erilaisia ​​tulostustekniikoita. Kuluttajakäyttöiset 3D-tulostimet käyttävät yleensä toista kahdesta päämenetelmästä.

FFM (sulatetun filamentin valmistus, jota kutsutaan myös filamentin kerrostuksen valmistukseksi tai sulatettu filamentti pinnoitus) tulostimet käyttävät liikkuvaa tulostuspäätä muodostamaan kerroksia sulan muovifilamentin muotoon esine.

SLA-tulostimet (stereolitografia) jähmettävät hartsin ultraviolettilaserilla (joissakin malleissa käytetään Digital Light Processing -projektoreita, mutta ne ovat yleensä vähemmän tarkkoja). SLA-tulostimet ovat yleensä kalliimpia, mutta ne pystyvät tarkempiin ja yksityiskohtaisempiin malleihin laserin resoluution ja tarkkuuden vuoksi.

FFM-tulostimet voivat tyypillisesti syöttää monia materiaaleja ekstruuderiensa kautta. Yleisiä valintoja ovat ABS, edullinen, öljypohjainen tukeva ja kierrätettävä materiaali, ja PLA (polymaitohappo), kova, biohajoava materiaali, joka on sekä lämpömuovattava että maalattava, mutta se on myös vaikeampi liimata kuin ABS. Näitä materiaaleja on usein saatavana useissa eri väreissä, mutta koska useimmissa tulostimissa on vain yksi tulostuspää, tulostat yleensä koko esineesi yhdellä värillä.

SLA-tulostimissa on rajoitetummat valinnat sekä käytettävissä olevista materiaaleista että väreistä. Materiaalivalinnat riippuvat siitä, käyttääkö tulostin ultraviolettilaseria vai DLP-projektoria. Hartsimateriaalit voivat olla joko jäykkiä tai joustavia, ja ne ovat kalliimpia kuin FFM-tulostuksessa käytettävät muovifilamentit.

Vaikka sekä tulostimien että tulostusmateriaalien kustannukset ovat laskeneet huomattavasti, 3D-tulostimen ostaminen on edelleen merkittävä investointi, joka alkaa noin 300 dollarista ja nousee siitä nopeasti.

Ehkä suurin haaste on käytettävyys. Tulostimien asentaminen ja käyttö on helpottunut, mutta luodakseen jotain on aloitettava jostain – erityisesti 3D-mallista.

Jos olet suunnittelutaito, saatat pystyä luomaan suunnitelman 3D-mallinnusohjelmistolla ja viemään valmiin digitaalisen tuotteen STL-tiedostona, jota kaikki 3D-tulostimet käyttävät tulostamiseen. Meille tavallisille kuolevaisille se kuitenkin tarkoittaa yleensä joko vapaasti saatavilla olevien STL-tiedostojen käyttöä (löydät monia ilmaisia ​​​​online 3D-objektikirjastosta, esim. Thingiverse), ostamalla mallin useista verkkokaupoista tai luomalla omia 3D-skannauksia.

Jos aiot käyttää skannaa-se-itse -reittiä, voit käyttää 3D-verkkokameraa, joka on saatavilla joissakin tietokoneissa (mukaan lukien valmistajaystävällinen HP Sprout, jossa on pyörivä alustavaihtoehto käytettäväksi sen sisäänrakennetun 3D-skannerin kanssa) tai erillisinä laitteina, 3D-kamerana, kuten Microsoft Kinect, tai käytä kolmannen osapuolen 3D-skannauspalvelua.

Ennen kuin hankit halvan 3D-tulostimen ja kokeilet 3D-maailmaa, harkitse mahdollisesti luotavien objektien kokoa. Jos tavoitteesi on tulostaa jalan pituisia viivoja (jostain syystä), et saavuta tätä tavoitetta, jos valitsemasi tulostin pystyy käsittelemään vain alle 6 tuumaa korkeita ja leveitä esineitä.

Toinen todellisuustesti on tulostusnopeus ja -laatu. Voit tyrmätä päivän verran töitä, kun tulostin on käynnissä, kun tyypillinen 4 tuuman malli vaatii tulostamiseen jopa 12 tuntia. Kuten tavallisissa tulostimissa, tulostusnopeus riippuu myös tulostuslaadusta.

Harkitse lopuksi, millaista tulosta haluat, eikä vain siksi, että sinun on harkittava, mitä materiaaleja käytät objektin luomiseen. Jos haluat erittäin yksityiskohtaisia ​​esineitä, kuten koruja tai pienoismalleja, hanki SLA-tulostin, sillä ne toistavat paremmin hienot yksityiskohdat. Jos haluat edullisia kustannuksia ja helppokäyttöisyyttä, hanki FFM-tulostin.

Ja vaikka PLA: ta pidetään jonkin verran elintarviketurvallisempana materiaalina kuin ABS: ää, kumpikaan niistä - 3D-tulostimen läpi suulakepuristettuna - ei ole todella turvallista syödä pois useista syistä. Neuvomme: Älä edes ajattele lautasten, kuppien ja lusikoiden painamista.

Jos sinulla on tiukka budjetti ja olet valmis tekemään kompromisseja, 349 dollaria M3D Micro 3D -tulostin on loistava aloitusvalinta. Tämä FFM-malli luo alle 5 tuuman esineitä ja käyttää erilaisia ​​materiaaleja, mutta se on hitaampi kuin muut mallit, joita olemme nähneet.

Harrastajille, joilla on suurempi budjetti, suosittelemme 1 250 dollarin Aleph Objects -tuotteita Lulzbot Mini, joka tekee vaikutuksen helppokäyttöisyydellään ja ominaisuuksillaan. Tämä FFM-tulostin tukee hieman alle kuuden tuuman objektien tulostusta, se tukee vaikuttavaa valikoimaa filamenttimateriaalista, ja sen mukana tulee mukautettu versio suositusta avoimen lähdekoodin Cura 3D: stä ohjelmisto.