Τι είναι η 3d εκτύπωση;
Η τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) είναι μια μέθοδος προσθετικής κατασκευής στην οποία κατασκευάζονται αντικείμενα μέσω της διαδοχικής πρόσθεσης επάλληλων στρώσεων υλικού. Στη τρισδιάστατη εκτύπωση μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι υλικού, κυρίως κεραμικά και πολυμερή. Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες και εξοπλισμό προσθετικής κατασκευής, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές είναι συνήθως ταχύτεροι, φθηνότεροι και ευκολότεροι στη χρήση. Για τον λόγο αυτό πολλοί πιστεύουν ότι στα επόμενα χρόνια η παγκόσμια παραγωγή αγαθών θα στραφεί προς αυτή την κατεύθυνση, αντικαθιστώντας σταδιακά τις παραδοσιακές τεχνικές. Δεν είναι λίγοι αυτοί που πιστεύουν ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση θα αποτελέσει μία «νέα βιομηχανική επανάσταση», καθώς θα φέρει αποκέντρωση των παραγωγικών διαδικασιών, ανοίγοντας τον δρόμο για παραγωγή τοπική και μικρής κλίμακας, προσαρμοσμένη στις τρέχουσες ανάγκες.
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή φυσικών μοντέλων και πρωτοτύπων από σχεδιαστές, μηχανικούς και ομάδες ανάπτυξης νέων προϊόντων, έχουν τη δυνατότητα να εκτυπώνουν μέρη και εξαρτήματα από διάφορα υλικά, με διαφορετικές μηχανικές και φυσικές ιδιότητες και συχνά σε μια ενιαία διαδικασία κατασκευής.
Δημιουργία και εκτύπωση 3d μοντέλων
Δημιουργία 3d μοντέλων
- Με τη χρήση λογισμικού 3d σχεδίασης
Υπάρχει πληθώρα λογισμικών με τα οποία μπορούμε να δημιουργήσουμε 3d μοντέλα, τα οποία είτε είναι υπαρκτά είτε προέρχονται από την φαντασία μας. Για παράδειγμα Blender, FreeCAD, TinkerCAD, Autodesk Fusion 360 κ.α. - Με τη συνδυαστική χρήση φωτογραφικής μηχανής και ειδικού λογισμικού
Αρχικά, χρησιμοποιώντας μια φωτογραφική μηχανή, γίνεται λήψη πολλών φωτογραφιών ενός αντικειμένου (από διαφορετικές γωνίες και ύψη) και στη συνέχεια με χρήση ειδικού λογισμικού (Meshroom, Autodesk ReCap κ.α.)πραγματοποιείται η δημιουργία του 3d μοντέλου. - Με τη χρήση 3d σαρωτή
Ο 3d σαρωτής είναι μια συσκευή η οποία σαρώνει την επιφάνεια ενός αντικειμένου με σκοπό τη δημιουργία ενός 3d μοντέλου. - Χρήση έτοιμου 3d μοντέλου
Υπάρχουν ιστοσελίδες από τις οποίες μπορούμε να κατεβάσουμε 3d μοντέλα, τα οποία στη συνέχεια μπορούμε να εκτυπώσουμε. Μερικές ιστοσελίδες με δωρεάν 3d μοντέλα είναι Thingiverse, MyMiniFactory, PinShape κ.α.
Εκτύπωση 3d μοντέλων
Μετά την δημιουργία του τρισδιάστατου μοντέλου, αρχικά θα πρέπει να δημιουργήσουμε ένα ειδικό αρχείο το οποίο περιέχει τις κατάλληλες οδηγίες εκτύπωσης προς τον 3d εκτυπωτή (η διαδικασία πραγματοποιείται από ειδικό λογισμικό π.χ. Ultimaker Cura) και στη συνέχεια να “φορτώσουμε” αυτό το αρχείο στον εκτυπωτή για να ολοκληρωθεί η εκτύπωση. Η διαδικασία της 3d εκτύπωσης ολοκληρώνεται με την διαδοχική προσθήκη επάλληλων στρώσεων κατάλληλου υλικου. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται, είναι συνήθως ρητίνες και πολυμερή (ABS, PETG κλπ).
Εκτύπωση 3d μοντέλου
Αφού έχουμε δημιουργήσει το αντικείμενο και το έχουμε εξάγει, σαν αρχείο .stl, θα πρέπει να δημιουργήσουμε ένα αρχείο το οποίο θα περιέχει τις οδηγίες εκτύπωσης προς τον 3D εκτυπωτή. Αυτήν η διαδικασία γίνεται με την χρήση ειδικών λογισμικών που ονομάζονται slicers. Το πιο γνωστό, το οποίο είναι και ανοιχτού κώδικα, είναι το Ultimaker Cura. Αφού έχουμε ανοίξει το Cura, επιλέγουμε διαδοχικά File->Open File(s) και από το καινούριο παράθυρο επιλέγουμε το αρχείο .stl του αντικειμένου που θέλουμε να εκτυπώσουμε.
Έχοντας εισάγει το αντικείμενο στο Cura μπορούμε να ρυθμίσουμε κάποιες παραμέτρους, οι οποίες αφορούν
- Στο ύψος κάθε μιας στρώσης (Layer height), το οποίο επηρεάζει την ποιότητα εκτύπωσης. Όσο πιο μικρό είναι το ύψος κάθε μιας στρώσης, τόσο καλύτερο θα είναι το αποτέλεσμα της εκτύπωσης. Το αρνητικό είναι ότι το μικρό ύψος στρώσης οδηγεί σε μεγάλους χρόνους εκτύπωσης.
- Στο ποσοστό “γεμίσματος” (Infill), το οποίο δηλώνει την ποσότητα του υλικού που θα εκτυπωθεί μέσα στο αντικείμενο. Μεγαλύτερο ποσοστό γεμίσματος θα έχει σαν αποτέλεσμα το αντικείμενο να είναι βαρύτερο και ανθεκτικότερο.
Υπάρχει η δυνατότητα μικρορυθμίσεων σχεδόν για κάθε μια παράμετρο που επηρεάζει την εκτύπωση, πατώντας το κουμπί Custom. Για παράδειγμα, από εδώ μπορούμε να ρυθμίσουμε την ταχύτητα εκτύπωσης, το πάχος των εξωτερικών/εσωτερικών τοίχων, το ποσοστό και το είδος του γεμίσματος, την ποσότητα του υλικού, την ταχύτητα των ανεμιστήρων κλπ. Η συγκεκριμένη σειρά μαθημάτων είναι εισαγωγική και δεν έχει σαν στόχο την πλήρη κάλυψη όλων των ρυθμίσεων.
Κοινά προβλήματα και λύσεις στην 3d εκτύπωση
