Φανταστείτε ένα πιστόλι θερμής κόλλας ελεγχόμενο από ρομπότ που χρησιμοποιεί πλαστικό αντί για κόλλα και έχετε τα βασικά στοιχεία ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή. Τα νήματα πλαστικού τροφοδοτούνται σε μια κεφαλή εκτύπωσης, η οποία θερμαίνεται για να λιώσει το υλικό. Η κεφαλή εκτύπωσης κινείται με μεγάλη ακρίβεια σε τρεις διαστάσεις και ρίχνει γραμμές από πλαστικό πάνω στο κρεβάτι εκτύπωσης — το τραπέζι στο οποίο εκτυπώνει. Ο εκτυπωτής το κάνει αυτό ξανά και ξανά, δημιουργώντας στρώματα πλαστικού μέχρι να σχηματίσει ένα τρισδιάστατο μέρος.
Πίνακας περιεχομένων
Όλα ξεκινούν με τα τρισδιάστατα μοντέλα
Κάθε αντικείμενο που εκτυπώνεται σε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή ξεκινά με ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Αυτά συνήθως κατασκευάζονται σε ένα πρόγραμμα CAD σχεδιασμένο για εργασία σε τρισδιάστατα μοντέλα πραγματικού κόσμου, όπως TinkerCAD, Fusion360, ή Σκίτσοπ. Αυτό είναι λίγο διαφορετικό από τον τρόπο κατασκευής τρισδιάστατων μοντέλων για ταινίες ή παιχνίδια, αν και σίγουρα θα μπορούσατε να εκτυπώσετε πολύ λεπτομερείς εικόνες από το παραδοσιακό λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης.
Ένα πλεονέκτημα ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή είναι ότι μπορεί να εκτυπώσει σχεδόν τα πάντα. Ορισμένα μοντέλα είναι τόσο περίπλοκα που είναι αδύνατο να κατασκευαστούν με παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής, όπως η μορφοποίηση ή η δρομολόγηση CNC, και εκεί είναι που οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές παίρνουν προφανές προβάδισμα. Ωστόσο, δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή φανταχτερών γεωμετρικών σχημάτων, καθώς είναι συνήθως πολύ φθηνότερο για το τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης ενός μεγάλου εργοστασίου να εκτυπώσει ένα μεμονωμένο μοντέλο σε πλαστικό αντί να φτιάχνει ολόκληρο το εργοστάσιο για να φτιάξει το πραγματικό μέρος. Αυτό ονομάζεται πρωτότυπο, κάνοντας ένα πρόχειρο προσχέδιο για να βοηθήσει στη δοκιμή του τελικού αντιγράφου χωρίς να χάνεται πολύτιμος χρόνος και υλικά.
Τεμαχισμός του μοντέλου για την εκτύπωση
Εφόσον ένας εκτυπωτής δεν καταλαβαίνει πώς να πάρει ένα σύνθετο πλέγμα 3D και να το μετατρέψει σε τυπωμένο μοντέλο, το τρισδιάστατο μοντέλο πρέπει να αποκωδικοποιηθεί σε πληροφορίες που μπορεί να κατανοήσει ο εκτυπωτής. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται τεμαχισμός, καθώς σαρώνει κάθε στρώμα του μοντέλου και λέει στον εκτυπωτή πώς πρέπει να μετακινήσει την κεφαλή εκτύπωσης για να δημιουργήσει κάθε στρώμα με τη σειρά του. Γίνεται με τη βοήθεια ενός slicer, ενός προγράμματος που χειρίζεται όλα αυτά για εσάς, όπως CraftWare ή Astroprint.
Ο τεμαχιστής θα χειριστεί το «γεμάτο» του μοντέλου, δημιουργώντας μια δομή πλέγματος μέσα σε ένα συμπαγές μοντέλο για να του δώσει επιπλέον σταθερότητα. Αυτός είναι ένας τομέας όπου οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές λάμπουν—μπορούν να εκτυπώσουν πολύ ισχυρά υλικά με πολύ χαμηλές πυκνότητες, δημιουργώντας στρατηγικά θύλακες αέρα μέσα στο μοντέλο και καθιστώντας το πολύ πιο ελαφρύ.
Ένα άλλο πράγμα που χειρίζεται ο τεμαχιστής είναι οι στήλες στήριξης. Δεδομένου ότι ο εκτυπωτής δεν μπορεί να τοποθετήσει πλαστικό στον αέρα, πρέπει να δημιουργηθούν στήλες στήριξης για να επιτραπεί στον εκτυπωτή να γεφυρώσει το κενό. Αυτά είναι αφαιρούμενα αλλά χρησιμοποιούνται στη διαδικασία εκτύπωσης για να διασφαλιστεί ότι δεν συμπτύσσεται.
Μόλις ολοκληρωθεί ο τεμαχιστής, θα στείλει τα δεδομένα στον τρισδιάστατο εκτυπωτή για να ξεκινήσει η διαδικασία εκτύπωσης.
Αναμονή για μεγάλο χρονικό διάστημα
Μόλις ξεκινήσει ο εκτυπωτής, θα παρατηρήσετε το κύριο πρόβλημα με την τρισδιάστατη εκτύπωση σήμερα: είναι τρομερά αργή. Ενώ ένας 2D εκτυπωτής μπορεί να εκτυπώσει ένα ολόκληρο βιβλίο σε λίγα λεπτά, οι περισσότερες τρισδιάστατες εκτυπώσεις θα χρειαστούν αρκετές ώρες, αν όχι μέρες, για να ολοκληρωθεί η εκτύπωση. Και αν μπερδέψατε τις ρυθμίσεις, ρυθμίσατε εσφαλμένα τον τεμαχιστή ή απλώς τον πέσετε λίγο, μπορεί να χάσετε ολόκληρη την εκτύπωση.
Υπάρχουν μερικές πιο γρήγορες τεχνολογίες που προκαλούν πιτσιλιές στη βιομηχανία, όπως το Carbon M1, το οποίο χρησιμοποιεί λέιζερ που πυροβολείται σε ένα στρώμα υγρού και τραβάει την εκτύπωση έξω από αυτό, επιταχύνοντας σημαντικά τη διαδικασία. Αλλά αυτού του είδους οι εκτυπωτές είναι πολλές φορές πιο περίπλοκοι, πολύ πιο ακριβοί και λειτουργούν μόνο με πλαστικό μέχρι στιγμής.
Πρέπει λοιπόν να αγοράσω έναν 3D εκτυπωτή;
Εάν δεν ενδιαφέρεστε για το σχεδιασμό και την εκτύπωση εξαρτημάτων, σίγουρα δεν πρόκειται να αντικαταστήσετε τον βαρετό 2D εκτυπωτή σας σύντομα.
Οι εκτυπωτές που θα αγοράσουν οι περισσότεροι καταναλωτές συνήθως εκτυπώνονται σε πλαστικό, αν και υπάρχουν εξωτικοί (και ακριβοί) εκτυπωτές που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία που μπορούν να εκτυπώσουν σχεδόν οτιδήποτε. Υπάρχει ακόμη και ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής που μπορεί να εκτυπώσει τεχνητό κρέας. Η τεχνολογία κινείται πολύ γρήγορα και έχει σημαντικές επιπτώσεις σε πολλούς κλάδους. Σίγουρα κάποια μέρα, θα μπορέσετε να εκτυπώσετε γκουρμέ γεύματα από έναν εκτυπωτή βρώσιμων τροφίμων, αλλά μέχρι τότε παραμένει μια συσκευή χομπίστας και βιομηχανίας.
Ωστόσο, με τις τιμές να πέφτουν συνεχώς, μπορεί να είναι ένα διασκεδαστικό χόμπι—ειδικά αν κατασκευάζετε οτιδήποτε όπου χρησιμοποιούνται μικρά πλαστικά μοντέλα.
Συντελεστές εικόνας: Kaca Skokanova/Shutterstock