3D tiskárna je tiskové zařízení, které vytváří 3D objekty vrstvu po vrstvě z digitálního vzorku. To, jak 3D tiskárna funguje, závisí na tom, která technologie je v ní implementována: FDM, SLS, SLA, LOM, SGC, PolyJet, DODJet nebo Binding Powder pomocí lepidel. Nejoblíbenější je technologie tisku FDM, která se používá v levných domácích 3D tiskárnách.
3D tisk je jednou z nejrevolučnějších technologií naší doby. Pomocí 3D tiskáren můžete tisknout boty, oděvy, nábytek, hudební nástroje, vozidla, jídlo, domovy a dokonce i živé lidské orgány a tkáně.
Konstrukce 3D tiskárny
3D tiskárna s technologií tisku FDM se skládá z kovového těla (rámu), oddílu pro zajištění cívky s vláknem, extruderu a stolního počítače. Single-extruderové 3D tiskárny mohou tisknout jednobarevné objekty, multi-extruderové tiskárny vícebarevné. Čím více extruderů má tiskárna, tím dražší je. Elektronické plnění a topení a chlazení jsou skryty pod tělem tiskárny. Některé modely mají LCD displeje pro zobrazení aktuálních tiskových informací a USB porty.
Spotřební materiál pro 3D tisk
Typická 3D tiskárna s technologií tisku FDM používá k práci tenká polymerní vlákna o průměru 1, 75 mm a 3 mm. Taková vlákna jsou nejčastěji vyrobena z plastu PLA nebo ABS, ale existují i kombinované materiály s přídavkem dřevěných vláken, nanoprášků, biologicky odbouratelných částic, fosforujících pigmentů a dalších složek. Příze se dodávají v cívkách o hmotnosti od 0,5 kg do 1,5 kg. Cívka polymerních vláken je umístěna ve speciální komoře 3D tiskárny a konec vlákna je přiváděn do trysky extruderu.
3D modelování objektu
Než budete moci 3D objekt vytisknout, musíte si vytvořit jeho digitální verzi v programu 3D modelování. Můžete použít hotové vzorky, které jsou k dispozici na internetu, nebo si sami připravit 3D modely pro tisk. Připravený model je načten do speciálního programu pro generování G-kódu, který rozděluje objekt na tenké vodorovné vrstvy a tvoří řetězec příkazů, kterým tiskárna rozumí. Hotový objekt je odeslán k tisku.
Vytváření objektů po vrstvách
3D tiskárna s technologií tisku FDM formuje fyzické objekty vrstvu po vrstvě a vytlačuje na pracovní plošinu tenký proud roztaveného materiálu. Tiskárna pohybuje extruderem přesně podle digitálního modelu, takže tištěný fyzický objekt plně odpovídá jeho virtuálnímu prototypu. Nejčastěji se extruder tiskárny, ze kterého je vytlačován měkký plast, pohybuje při práci na pevné pracovní platformě, ale existují zařízení, ve kterých jsou extruder i pracovní platforma mobilní. Proces tisku začíná spodní vrstvou, po které tiskárna použije další vrstvu na první vrstvu. Roztavený plast, který se dostane do pracovního prostoru, velmi rychle ochladí a ztvrdne.
3D tisk nosných konstrukcí a dokončování objektů
Aby se zabránilo deformaci objektu během tisku, tiskne 3D tiskárna podpůrné struktury (neboli podpůrné struktury, podpůrné struktury). Takové struktury nejsou vždy vytištěny, ale pouze pokud jsou ve struktuře objektu mezery nebo převislé části. Představte si, že chcete vytisknout plastovou houbu na tenkou stopku. Se základnou nohy spočívá na pracovní ploše, není zde potřeba žádná podpora, ale pro okraje víčka, které, jak se zdá, visí ve vzduchu, bude taková podpora prostě nutná. Po tisku lze nosné konstrukce snadno odstranit ručně nebo je řezat ostrou čepelí nebo nožem.
