3D-utskrift er overalt i disse dager. Folk bruker den til å lage alt fra produktprototyper til jetmotorer, og alt i mellom - men hvordan fungerer 3D-skrivere, akkurat? Hvordan lager disse magiske maskinene tredimensjonale gjenstander - i nesten hvilken som helst form - i løpet av få timer? Hvis du noen gang har vært nysgjerrig på disse tingene, har du flaks. Her er en enkel oversikt over de fire vanligste 3D-utskriftsteknologiene som brukes i dag.
FDM
Filamentavsetningsmodellering, også kjent som smeltet filamentfabrikasjon, er den vanligste typen 3D-utskrift - i det minste på forbrukersiden av ting. Hvis du har sett en 3D-skriver personlig før, er sjansen ganske god for at det var en FDM-skriver.
Funksjonelt sett fungerer din gjennomsnittlige FDM-maskin mye som en varm limpistol som drives av en robot (interessant nok, det er faktisk slik FDM ble oppfunnet tilbake på 1980-tallet!). Fast materiale går i den ene enden, blir presset gjennom en varm dyse, smelter og avsettes i tynne lag. Dette skjer igjen og igjen til et tredimensjonalt objekt dukker opp. Den eneste forskjellen er at i stedet for lim bruker disse 3D-skriverne vanligvis en termoplastisk glødetråd som ABS eller PLA. Disse målrettet konstruerte plastene er designet for å smelte og bli væskeaktige ved en veldig spesifikk temperatur, men går tilbake til en solid tilstand etter å ha avkjølt bare noen få grader.
På en enklest mulig måte er FDM 3D-utskrift i utgangspunktet 2D-utskrift om og om igjen. Hver gang et lag er ferdig, beveger dysen seg litt opp (eller noen ganger beveger sengen seg ned), og neste lag skrives ut på toppen av det. Etter hvert, etter at hundrevis eller til og med tusenvis av lag er stablet oppå hverandre, er resultatet et 3D-objekt.
SLA / DLP
SLA og DLP er to sider av samme mynt. SLA (Stereolitografi) og DLP (digital laserprojeksjon) bruker begge lys til å "vokse" objekter i et basseng av fotoreaktiv harpiks. Forskjellen er at SLA fungerer ved å blinke en laser - en liten prikk med konsentrert lys - over et gitt område for å herde den og skape et lag. Derimot kurerer DLP-maskiner alle områder av et lag samtidig ved å projisere lys på harpiksen i form av laget.
Uansett de tekniske spesifikasjonene, fungerer SLA / DLP-maskiner generelt på en lignende måte. For å starte, senkes skriverens byggeplate ned i et basseng med flytende harpiks, og stopper bare en brøkdel av en millimeter før den når bunnen. Denne grunnplaten er forresten helt gjennomsiktig - noe som gjør at lys kan skinne opp gjennom bunnen. Når dette skjer, vil enhver flytende harpiks som treffes direkte av lyset stivne, og dermed danne det første laget av et objekt og smelte det sammen med byggeplaten. Etter det beveger byggeplaten seg opp noen få mikron (som trekker inn mer flytende harpiks under den), og prosessen begynner på nytt. På denne måten skapes gjenstander lag for lag, fra bunnen opp.
SLS
SLS-utskrift fungerer veldig annerledes enn FDM og SLA. For å lage et objekt, blinker maskinen en laser over et lag med superfint pulver, og smelter partiklene sammen for å danne et tynt, størknet lag. Maskinen feier deretter mer pulver over toppen av laget (effektivt begraver det) og gjentar prosessen til utskriften er fullført.
Utskrift av gjenstander på denne måten har en rekke tydelige fordeler. Den fungerer med et bredt spekter av materialer, kan trykke store utheng og spenn uten bruk av støttemateriale, og delene den produserer er ekstremt høy kvalitet. SLS-skrivere kan lage gjenstander som er nesten like gode som deler opprettet ved sprøytestøping, fresing og andre tradisjonelle produksjonsprosesser.
Den eneste ulempen? SLS-skrivere er utrolig dyre sammenlignet med FDM- og SLA / DLP-kolleger. Dette er fordi høyenergilaser som er i stand til å smelte superfine partikler sammen, er ganske dyre til å begynne med. Generelt sett koster selv de billigste SLS-skriverne oppover $ 200 000 dollar - og de avanserte kan lett koste millioner. Når det er sagt, er det en håndfull selskaper som for tiden jobber for å demokratisere denne teknologien og gjøre den mer tilgjengelig, så det er en sjanse for at SLS-skrivere kan være tilgjengelige for hobbyister og forbrukere i en ikke så fjern fremtid.
Polyjet
Tenk på polyjet-utskrift som en fantastisk hybrid mellom FDM, SLA-utskrift og normale 2D-blekkskrivere. Disse maskinene spruter ut små dråper med fotoreaktiv harpiks på en overflate, og herder (herder) den straks med ultrafiolett lys. Denne prosessen gjentas deretter hundrevis (om ikke tusenvis) ganger for å lage objekter lag for lag. Den store forskjellen er at i motsetning til FDM-skrivere kan polyjet-maskiner deponere materiale fra flere dyser (derav navnet) samtidig - noe som gir dem en rekke fordeler.
Uten tvil er den største fordelen med polyjet at objekter kan opprettes med et bredt spekter av forskjellige farger, graderinger og mønstre. Mange polyjet-maskiner kan også skrive ut med flere materialer samtidig. For eksempel, hvis du trengte et trådløst borehus med nylonhus og et gummigrep, kan en tilstrekkelig avansert polyjet-maskin potensielt produsere objektet i en utskriftssesjon. På toppen av det er polyjet-skrivere også i stand til ekstremt høye oppløsninger - så mye at det ofte er vanskelig å fortelle at et objekt produsert i en high-end polyjet-maskin ble 3D-trykt.
