Hoe 3D-printers werken

Inhoud

• Hoe 3D-printers werken
• Software
• gloeidraad
• Kader
• Extruderassemblage (ook bekend als printkop)
• Bed afdrukken
• Beweging
• het drukken

Het lijkt erop dat 3D-printers de wereld - of op zijn minst het nieuws - stormenderhand veroveren. Er gaat nauwelijks een week voorbij zonder enig nieuwsverhaal over deze apparaten en de dingen die ze kunnen afdrukken, van geweren tot snoepjes tot pizza voor astronauten en raketmotoronderdelen tot medische implantaten en zelfs levend weefsel. Hoewel ze verschillende technologieën gebruiken en met verschillende materialen kunnen afdrukken, hebben ze de mogelijkheid gemeen om een ​​3D CAD-bestandsrepresentatie van een object te nemen en er een fysiek object van te maken. Het 3D-printproces staat ook bekend als additive manufacturing , omdat het het object bouwt (meestal in lagen), in tegenstelling tot subtractieve productiemethoden waarin materiaal wordt verwijderd, bijvoorbeeld door snijden, boren of frezen.

Hoewel dit artikel zich zal concentreren op het meest voorkomende type 3D-printer - diegene die zijn gericht op hobbyisten, ontwerpers en consumenten en in staat zijn om plastic objecten af ​​te drukken - zullen we eerst enkele andere 3D-afdrukmethoden bekijken.

Van raketmotoren tot pizza's tot levende cellen

Selective laser sintering (SLS) maakt gebruik van een laser om deeltjes van plastic, metaal, keramiek of glas samen te smelten. Aan het einde van de taak wordt het resterende materiaal gerecycled. Electron beam smelten (EBM) en de bijbehorende Selective laser smelten (SLM ) gebruiken elektronen- en laserstralen, respectievelijk, om metaalpoeder laag voor laag te smelten. Titanium wordt vaak gebruikt met EBM om medische implantaten en vliegtuigonderdelen te synthetiseren, en NASA heeft raketmotoronderdelen van een nikkellegering geprint met behulp van SLM.

NASA onderzoekt ook de mogelijkheid om diepe schotelpizza's af te drukken voor missies in de verre ruimte. 3D-voedselprinters leggen een pasta van deeg, chocolade, kaas of andere levensmiddelen neer, die door spuitmonden worden gespoten.

In 3D bioprinting legt een printer lagen levende cellen neer, meestal gesuspendeerd in een vloeistof of gel, om kraakbeen, bot, huid, bloedvaten en andere structuren te maken. Hoewel deze technologie een groot potentieel heeft, bevindt deze zich nog grotendeels in de experimentele fase. Hoewel 3D-bioprinting is gebruikt om lagen hart- en niercellen af ​​te drukken, zijn kunstmatige organen nog ver verwijderd.

Multi-jet modellering is een inkjetachtig systeem dat een gekleurd, lijmachtig bindmiddel op opeenvolgende poederlagen spuit waar het object moet worden gevormd. Dit is een van de snelste methoden en een van de weinige die afdrukken in kleur ondersteunt.

Een andere techniek stelt een vloeibaar polymeer bloot aan licht van een DLP- projector (Digital Light Processing) , die het polymeer laag voor laag hardt totdat het object is gebouwd en het resterende vloeibare polymeer is afgevoerd.

De toekomst in kunststoffen

De focus van dit artikel ligt echter op de 3D-printers, die in staat zijn plastic objecten af ​​te drukken, die worden verkocht aan hobbyisten, professionals en consumenten. Ze gebruiken een methode die bekend staat als FFF (Fused Filament Fabrication), waarbij plastic filament wordt gesmolten en vervolgens in lagen wordt afgezet om een ​​3D-geprint plastic object te maken. Deze techniek werd gepopulariseerd door de RepRap open-source 3D-printbeweging en veel van de software en hardware in 3D-printers die tegenwoordig op de markt zijn, is gebaseerd op open source. Hoewel er in sommige gevallen aanzienlijke verschillen tussen modellen zijn, is hun basiswerking hetzelfde.