Představte si robotem ovládanou tavnou lepicí pistoli, která místo lepidla používá plast, a máte základy 3D tiskárny. Provazce plastu se přivádějí do tiskové hlavy, která se zahřívá, aby se materiál roztavil. Tisková hlava se pohybuje velmi přesně ve třech rozměrech a vrhá čáry plastu na tiskovou podložku – stůl, na který tiskne. Tiskárna to dělá znovu a znovu a vytváří vrstvy plastu, dokud nevytvoří 3D součást.
Table of Contents
Vše začíná 3D modely
Každý objekt vytištěný na 3D tiskárně začíná 3D modelem. Ty jsou obvykle vyrobeny v CAD programu určeném pro práci na reálných 3D modelech, např TinkerCAD, Fusion360, nebo Sketchup. To se trochu liší od toho, jak lze vytvářet 3D modely pro filmy nebo hry, i když byste jistě mohli vytisknout velmi podrobné údaje z tradičního softwaru pro 3D modelování.
Jednou z výhod 3D tiskárny je, že dokáže vytisknout téměř cokoliv. Některé modely jsou tak složité, že je nelze vyrobit tradičními výrobními technikami, jako je lisování nebo CNC frézování, a právě v tom zaujímají 3D tiskárny zjevné vedení. Nevyužívají se však pouze k vytváření efektních geometrických tvarů, protože pro oddělení výzkumu a vývoje velké továrny je obvykle mnohem levnější vytisknout jeden model z plastu, než aby vystrojil celou továrnu, aby se vyrobil skutečný díl. Tomu se říká prototypování, vytvoření hrubého návrhu, který pomůže otestovat konečnou kopii bez ztráty drahocenného času a materiálů.
Krájení modelu pro tisk
Protože tiskárna nerozumí tomu, jak vzít složitou 3D síť a přeměnit ji na tištěný model, musí být 3D model dekódován do informací, kterým tiskárna rozumí. Tento proces se nazývá krájení, protože provádí skenování každé vrstvy modelu a říká tiskárně, jak má pohybovat tiskovou hlavou, aby postupně vytvořila každou vrstvu. Dělá se to pomocí sliceru, programu, který tohle všechno zvládne za vás CraftWare nebo Astroprint.
Kráječ si poradí s „výplní“ modelu a vytvoří uvnitř masivního modelu mřížkovou strukturu, která mu dodá extra stabilitu. To je jedna oblast, kde 3D tiskárny září – dokážou tisknout velmi pevné materiály s opravdu nízkou hustotou, a to strategickým vytvářením vzduchových kapes uvnitř modelu a tím, že je mnohem lehčí.
Další věc, kterou slicer zvládá, jsou nosné sloupky. Vzhledem k tomu, že tiskárna nemůže položit plast na řídký vzduch, musí být vytvořeny podpěrné sloupy, které umožní tiskárně překlenout mezeru. Ty jsou odnímatelné, ale používají se v procesu tisku, aby se zajistilo, že se nezbortí.
Jakmile je slicer hotový, odešle data do 3D tiskárny, aby zahájila proces tisku.
Čekání dlouho
Jakmile se tiskárna spustí, všimnete si hlavního problému dnešního 3D tisku: je strašně pomalý. Zatímco 2D tiskárna dokáže vytisknout celou knihu za pár minut, většině 3D výtisků zabere dokončení tisku několik hodin, ne-li dní. A pokud jste pokazili nastavení, špatně nakonfigurovali slicer nebo do něj jen trochu narazili, můžete přijít o celý tisk.
V průmyslu existují některé rychlejší technologie, jako je Carbon M1, který využívá lasery vstřelené do lože kapaliny a vytahuje z ní výtisk, čímž proces výrazně urychluje. Tyto druhy tiskáren jsou ale mnohonásobně složitější, mnohem dražší a zatím pracují pouze s plasty.
Mám si tedy koupit 3D tiskárnu?
Pokud se nezajímáte o navrhování a tisk dílů, určitě v brzké době nebudete vyměňovat svou nudnou 2D tiskárnu.
Tiskárny, které si většina spotřebitelů koupí, obvykle tisknou v plastu, i když v tomto odvětví se používají exotické (a drahé) tiskárny, které dokážou vytisknout téměř cokoliv. K dispozici je dokonce 3D tiskárna, která umí vytisknout umělé maso. Technologie se vyvíjí velmi rychle a má významné důsledky v mnoha průmyslových odvětvích. Jednoho dne jistě budete moci tisknout gurmánská jídla z tiskárny jedlých potravin, ale do té doby zůstane fanouškem a průmyslovým zařízením.
Přesto, když ceny neustále klesají, může to být zábavný koníček – zvláště pokud stavíte cokoli, kde se používají malé plastové modely.
Poděkování za obrázky: Káča Skokanová/Shutterstock