Hoe werkt 3D-printen?

Stel je een robotgestuurde hot lijmpistool voor die plastic in plaats van lijm gebruikt en je hebt de basisprincipes van een 3D-printer. Strengen plastic worden in een printkop gevoerd, die wordt verwarmd om het materiaal te smelten. De printkop beweegt heel precies in drie dimensies en laat plastic lijnen op het printbed vallen - de tafel waarop het wordt afgedrukt. De printer doet dit steeds opnieuw en bouwt plastic lagen op tot het een 3D-onderdeel vormt.

It All Start met 3D-modellen

Elk object afgedrukt op een 3D-printer begint met een 3D-model. Deze worden meestal gemaakt in een CAD-programma dat is ontworpen voor het werken aan real-world 3D-modellen, zoals TinkerCAD, Fusion360 of Sketchup. Dit is een beetje anders dan hoe 3D-modellen kunnen worden gemaakt voor films of games, hoewel je zeker zeer gedetailleerde cijfers van traditionele 3D-modelleringssoftware kunt afdrukken.

Een voordeel van een 3D-printer is dat hij bijna alles kan afdrukken. Sommige modellen zijn zo complex dat ze onmogelijk te maken zijn met traditionele productietechnieken zoals gieten of CNC-routing, en dat is waar 3D-printers een duidelijke voorsprong nemen. Ze worden echter niet alleen gebruikt voor het maken van fancy geometrische vormen, omdat het meestal veel goedkoper is voor de R & D-afdeling van een grote fabriek om een ​​enkel model in plastic te drukken in plaats van de hele fabriek op te tuigen om het eigenlijke onderdeel te maken. Dit wordt prototyping genoemd en maakt een ruwe schets om de uiteindelijke kopie te testen zonder waardevolle tijd en materialen te verspillen.

Snijden van het model voor de afdruk

Omdat een printer niet begrijpt hoe een complexe 3D-mesh moet worden gemaakt en omgezet in een gedrukt model, moet het 3D-model worden gedecodeerd in informatie die de printer kan begrijpen. Dit proces wordt slicing genoemd omdat er scans van elke laag van het model nodig zijn en de printer vertelt hoe de printkop moet worden verplaatst om elke laag om de beurt te maken. Het is gedaan met behulp van een slicer, een programma dat dit allemaal voor je afhandelt, zoals CraftWare of Astroprint.

De slicer verwerkt de "vulling" van het model, waardoor een roosterstructuur ontstaat binnenin een solide model om het extra stabiliteit te geven. Dit is een gebied waar 3D-printers schitteren: ze kunnen zeer sterke materialen met zeer lage dichtheden afdrukken door strategisch luchtzakken in het model te maken en het lichter te maken.

Een ander ding dat de slicer verwerkt, is ondersteuningskolommen. Omdat de printer geen plastic op dunne lucht kan neerleggen, moeten ondersteuningskolommen worden gemaakt zodat de printer de opening kan overbruggen. Deze zijn verwijderbaar maar worden tijdens het afdrukproces gebruikt om ervoor te zorgen dat deze niet instort.

Zodra de slicer klaar is, worden de gegevens naar de 3D-printer verzonden om het afdrukproces te starten.

Een lange tijd wachten

Nadat de printer is opgestart, merkt u vandaag het grootste probleem met 3D-afdrukken: het is vreselijk traag. Hoewel een 2D-printer een heel boek in een paar minuten kan afdrukken, zullen de meeste 3D-afdrukken enkele uren, zo niet dagen duren om het afdrukken te voltooien. En als je de instellingen hebt verknoeid, de snijmachine verkeerd hebt geconfigureerd of er gewoon een beetje tegenaan bent gestoten, kan de hele afdruk verloren gaan.

Er zijn enkele snellere technologieën die spatten veroorzaken in de industrie, zoals de Carbon M1, die lasers gebruikt die in een bed van vloeistof zijn geschoten en de afdruk eruit trekken, waardoor het proces aanzienlijk versnelt. Maar dit soort printers is vele malen ingewikkelder, veel duurder en werkt tot nu toe alleen met plastic.

Dus moet ik een 3D-printer kopen?

Als u niet geïnteresseerd bent in het ontwerpen en afdrukken van onderdelen, zult u zeker niet snel uw saaie 2D-printer gaan vervangen.

De printers die de meeste consumenten zullen kopen, drukken meestal in plastic, hoewel er in de industrie exotische (en dure) printers worden gebruikt die vrijwel alles kunnen printen. Er is zelfs een 3D-printer die kunstmatig vlees kan afdrukken. De technologie is zeer snel in beweging en heeft belangrijke implicaties voor vele industrieën. Zeker, ooit zul je in staat zijn om gastronomische maaltijden van een eetbare voedselprinter af te drukken, maar tot die tijd blijft het een hobbyistisch en industrieel apparaat.

Toch kan het, met prijzen die altijd aankomen, een leuke hobby zijn, vooral als je iets bouwt waar kleine plastic modellen worden gebruikt.

Afbeeldingscredits: Kaca Skokanova / Shutterstock