3D nyomtatás olcsón – asztali 3D nyomtatók

A 3D nyomtatás egyre szélesebb körben való elterjedése és a nyomtatási technológiák egyre korszerűbbé válása során a professzionális, ipari felhasználású gépek mellett hamar megfigyelhető lett a fél-professzionális, tervezőirodai alkalmazásra vagy akár otthonra szánt asztali 3D nyomtató megjelenése.

Az építészek és formatervezők számára rendkívül fontos az anyaggal való közvetlen kapcsolat. A tervezők nagy része nagyon régóta vágyott rá, hogy kreatiív ötleteit, terveit akár ott helyben, a tervezőasztalon szó szerint formába önthesse, fizikai valójukban is megvizsgálhassák a korábban csak a virtuális 3d térben létező modelljeiket, legyárthassák tesztelésre és termékfejlesztésre az első prototípusokat vagy maketteket a koncepcióhoz.

Az olcsóbb asztali 3d nyomtatók működési elve 2 féle lehet; az ipari felhasználású, szekrény méretű nyomtatókhoz hasonló technológiát alkalmazzák a ZPrinter rendszerű asztali 3D nyomtatóknál. A ZPrinter 3D nyomtatók képesek valódi színes modell előállítására is. Ezek a 3D nyomtatók, olyan számítógép-vezérelt berendezések, amelyek a rétegenként egymásra helyezett porréteget megfelelő kötőanyaggal rögzítve valós, térbeli testet állítanak elő.

© MakerBot Replicator 2

© MakerBot Replicator 2

A ‘Bits from Bytes’ típusú asztali 3D nyomtatók – mint a Rapman, a RepRap, a 3DTouch, a MakerBot Replicator2 3D nyomtató – additív módszerrel rétegről rétegre építik fel a 3D testet. A módszer neve: additive layer manufacturing (ALM). Ezek a nyomtatók hőre lágyuló műanyagot (PLA vagy ABS) olvasztanak meg egy extruder (más néven nyomtatófej) segítségével. Az extruder rendkívül vékony olvadt műanyag szálat helyez el az X és Y koordinátáknak megfelelően egy síkban. Az egymásra épített síkok (layer-ek) adják ki a kész, szilárd, kézbefogható térbeli tárgyat.

Az ilyen extrudáló elven működő asztali 3D nyomtatókkal gyakorlatilag bármilyen anyaggal lehet nyomtatni, amely hőre lágyul és szobahőmérsékleten pedig megszilárdul. Történtek már kísérletek cukorral, csokolódéval való nyomtatásra is. Ezeknek az eszközöknek általában nem olyan magas a felbontása, mint az Objet és ZPrinter rendszereknek, az ipari gépek 10 mikronos felbontásával szemben az asztali 3D nyomtatók felbontása általában 80 – 200 mikron között mozog. A gyakorlatban azonban ez a felbontás teljesen elegendő a rapid prototípusgyártáshoz, építészeti makettek, formatanulmányok készítéséhez, vagy bármilyen műanyag tárgy elkészítéséhez, ami belefér a készülők munkaterületébe. Ez is típusonként változik az asztali 3D nyomtatóknál: általában 8x8x8 és 25x25x25cm között változik a legnagyobb nyomtatható 3d modell mérete. Ennél nagyobb alakzatok nyomtatása is megoldható, ez esetben azonban a modellezés során fel kell darabolnunk az objektumot, és darabonként kinyomtatni.

Évek óta folynak kutatások a gyakorlatilag bárki számára megfizethető árú 3D nyomtatók kifejlesztésére. Tudósok, művészek és hackerek szövetkeztek a feladatra. A RepRap nyílt forráskódú projekt célja egy olyan FOSS technológiájú 3D nyomtató létrehozása, amely saját magát is ki tudja nyomtatni. A fejlesztők eddig csak a műanyag alkatrészek kinyomtatásáig jutottak, de berendezésük hamarosan nyomtatott áramkörök és fémalkatrészek kinyomtatására is képes lesz. Ha tehát valaki hozzájut egy ilyen nyomtatóhoz, valamennyi barátjának nyomtatni tud majd róla egy tökéletesen működő másolatot.

Az extruder típusú printereket (igazi típusnevük egyébként FFF, azaz fused filament fabrication, az eljárásé pedig FDM, azaz fused deposition modelling) az esetek nagy többségében egységes kereszmetszetre húzott/nyomott, hőre olvadó műanyagszállal etetik – zömmel 1.75 vagy 3 (=2.89) mm átmérőjű PLA vagy ABS szálat használ erre az ipar. A korszerű asztali 3d nyomtatók PLA alapanyaggal is képesek dolgozni.
A PLA (PoliLactic Acid, magyarul politejsav) egy tejsav alapú, biológiailag lebomló műanyag. Általában nádcukrot vagy kukoricakeményítőt erjesztenek bacikkal, ebből lesz a tejsav, amiből észtert varázsolnak, aminek már csak fel kell nyitni a gyűrűjét, hogy polimerizálódjon jól. Igaziból egyszerűbb, ha megveszed egy webshopban a PLA vagy ABS 3D nyomtató filamentet, mintha otthon nekiállnál bacikkal kémiai reakcióba hozni némi cukorkeményítőt.
 Amellett, hogy a textilipar PLA szálakat kever a ruhádba, hogy könnyebben vasalható legyen, valamint ebből van a mikrózható műanyag is, a biológiailag lebomló feature miatt egyre inkább használják élelmiszer csomagolóanyagnak (a tetraéder alakú Lipton teafilterek is ebből vannak), illetve ilyen szállal varrják össze a sebed, ha a TB adott pénzt a kórháznak és épp van nekik biológiailag lebomló varratcérnájuk. A biológiai úton történő lebomlása miatt a PLA megkapta a trendi bioplasztik elnevezést is.
A PLA 173-178 ℃ között olvad, de egész 110 ℃-ig bírja a hőt. A műanyagipart egybefogó szervezet, az SPI által kitalált Resin ID besorolásban a PLA a 7-es recycling azonosítót kapta.

A felső kategóriát képviseli az Objet30 Pro, amely a világ egyetlen olyan asztali 3D-s nyomtatója, amely átlátszó alapanyagot, magas hőállóságú és merev, átlátszó polipropilén-szerű anyagokat is képes nyomtatni. Ára azonban az ipari 3d nyomtatók áraival egy nagyságrendű, szélesebb körben éppen ezért még nem terjedt el az alkalmazása.

© Objet 30

© Objet 30

A különböző barkács- és open source megoldások hihetetlenül felgyorsították a 3D nyomtatás fejlődését; naponta jelennek meg új anyagok, amelyekkel nyomtatni lehet. Nem is beszélve arról, hogy az iparágban érdekelt koncorciumok is, mint például az Autodesk, hatalmas pénzeket ölt a rapid prototípusgyártás és a 3D nyomtatás fejlesztésébe. A műanyaggal dolgozó szerkezetek mellett olyan asztali 3D nyomtató is akad, amely kerámiából, papírmasszából, üvegből, szobrász-agyagból, sőt akár lézerrel megolvasztott, a levegőn megszilárduló fémekből is nyomtat. Nemrégen olvastam a hírt, amely szerint Amerikában már élő, emberi bőrt is tudnak platinahálóra nyomtatni. A legújabb 3D nyomtatási technológiák lehetővé teszik szabad szemmel láthatatlan, néhány nanométeres nagyságú tárgyak, vagy komplex, óriási pontossággal kapcsolódó, mozgatható alkatrészek nyomtatását is. Mikroszkopikus méretű elektrotechnikai alkatrészek, szubminiatűr gyógyászati eszközök, szervek, testrészek makettjei és gépalkatrészek is készíthetők nyomtatás útján.

Az Objet rendszerrel olyan magas felbontás érhető el, hogy ugyan még csak kísérleti szinten, de a vinyl lemezek barázdáit is képes úgy kinyomtatni, hogy egy analóg lemezjátszón lejátszva a zene felismerhető marad. Azért ez nem semmi:

3D Printed Record from Amanda Ghassaei on Vimeo.

Az asztali 3D nyomtatók elterjedésével és az anyagtakarékos, additív, hőre lágyuló bioműanyaggal dolgozó korszerű technológia következtében ma már a 3D nyomtatás olcsón kivitelezhető, legalábbis a néhány évekkel ez előtti árakhoz képest. Hatalmas előnye azonban a hagyományos makettépítés illetve modellezési eljárásokkal szemben, hogy hihetetlenül pontos, gyors, az additív technológia következtében pedig  – mivel nem keletkezik felesleg – gazdaságos is.

A parametric | art csak és kizárólag a környezetbarát, organikus, biológiailag lebomló PLA bioplasztik alapanyaggal dolgozik szemben a többi, környezetszennyező és mérgező anyaggal (ABS, Nylon).

Advertisements

About bonooobong

parametric | architecture

9 comments

  1. Visszajelzés: 2B3D Budapest 3D Printing Days | parametric | art

  2. Visszajelzés: 3D nyomtatás a nagyvilágban | parametric | art

  3. Visszajelzés: Rapid prototípusgyártás – 3D nyomtatással | parametric | art

  4. Visszajelzés: 3D nyomtatás különböző technológiákkal II. – az SLS eljárás | 3D Fizz – A 3D nyomtatás világa

  5. Visszajelzés: Elérhető árú 3D nyomtatók – II. rész | parametric | art

  6. Visszajelzés: 3D nyomtatás a Construma-n | parametric | art

  7. Visszajelzés: Workshop: Generatív 3D modellezés 3D nyomtatásra | parametric | art

  8. Visszajelzés: 10 jó tanács 3D nyomtató vásárlásához | parametric | art

  9. Visszajelzés: Halloween dekoráció 3D nyomtatással | parametric | art

Vélemény, hozzászólás?

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Google+ kép

Hozzászólhat a Google+ felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Kapcsolódás: %s

%d blogger ezt kedveli: