Как работает 3D принтер

Появление принтеров, позволяющих осуществлять распечатку в объёмном формате, значительно расширило возможности человека в различных сферах деятельности. Теперь можно создавать различные детали любой сложности и конфигурации в домашних условиях. При этом для работы используются полимерные материалы, которые легко можно купить в магазине или заказать через интернет.

Однако сам процесс печати представляет собой сложную последовательность действий. Для того чтобы разбираться в современных технологиях и правильно пользоваться устройством, необходимо знать его принцип работы. С этим вы можете познакомиться в нашей статье.

Что такое 3D-принтер, принцип его работы

3D принтер, если объяснять простыми словами, это устройство, создающее трёхмерные объекты путём послойной печати. Сначала формируется модель в специальной программе, затем она обрабатывается при помощи так называемого генератора G-кода — делится на горизонтальные слои и преобразуется в цифровой код. Последний становится командой для принтера, куда и как наносить материал.

Он представляет собой сложную конструкцию, в которой печатающая головка двигается только по горизонтали. В результате нанесения материала сразу в нескольких плоскостях создаётся объёмная фигура. Формируется фигура на специальном рабочем столике, обеспечивающем приклеивание полимера и его фиксацию.

При нанесении одного слоя, поверхность стола опускается на один уровень ниже — ровно на толщину 1 слоя и печатающая головка наносит следующий слой до тех пор, пока объект не будет полностью создан.

ВАЖНО! В наше время 3D печать нашла применение во всех сферах человеческой деятельности: от строительства до медицины.

Технология SLA

Для понимания следует рассмотреть несколько возможных вариантов нанесения полимерного материала для формирования изделия. Одним из таких способов является использование технологии SLA:

1. В ёмкость наливается полимер или смола, затвердевающая при воздействии луча лазера.
2. После включения системы лазер начинает перемещаться вдоль кареток.
3. В определённых местах касания лазером полимер становится тверже, его структура меняется.
4. Ёмкость после прохождения слоя опускается ниже, формируя каркас.

ВАЖНО! Так получаются чёткие детали, обладающие высокой прочностью и качеством материала, однако использование данной технологии слишком затратно.

Технология SLS

Данный способ основывается на использовании лазерного луча для послойного создания детали. В центре оборудования установлен валик с платформой. Из неё подаётся специальный полимерный материал для формирования заготовки. После нанесения тонкого слоя лазер равномерно склеивает участки полимера, формируя один уровень. Так проходит несколько циклов до появления готовой формы.

Такой вариант несколько сложнее в исполнении, но не уступает в точности. Стоимость в среднем ниже по сравнению с другими версиями.

Технология DLP

Вариант DLP печати является относительно новым изобретением в области 3D-моделирования, однако принцип практически не отличается от представленных выше методов. Стоит понимать, что в DLP печати в качестве основного инструмента выступает полоска с прикреплёнными к ней светодиодами вместо лазерной установки, как при технологии SLA. Это позволяет не только ускорить процесс, получить отличное качество, но и сэкономить на оборудовании. Представленный вариант является улучшенной версией и занимает лидирующие позиции.

Технология EBM

Ещё одним вариантом, применяемым в области объёмной печати, является разработка EBM. Технология подразумевает применение направленных лучей от излучателей (электронные пушки). За счёт высокой температуры, получаемой при нагревании потоком лучей, материал начинает плавиться, а в дальнейшем позволяет формировать изделие различной конфигурации и размеров. Температура может достигать до 1000°C, что позволяет работать даже с некоторыми металлами.

ВАЖНО! Основным преимуществом данного метода является большая скорость и высокая производительность, что крайне полезно при высоких темпах работы и больших масштабах производства.

Управление работой 3D-принтера

Чтобы обеспечивать взаимодействие всех систем, необходимо правильно управлять параметрами распечатки и настраивать технику. Для регулирования эксплуатации 3D принтера существуют различные программы и приложения. Основным способом является использование настроек программного обеспечения, установленного на компьютере. С его помощью можно регулировать следующие параметры:

1. Температуру сопла, из которого подаётся полимерный материал для изготовления модели.
2. Температуру рабочего стола для лучшего прилипания материала к поверхности.
3. Скорость и интенсивность подачи полимера на рабочую поверхность. Благодаря данному параметру также улучшается нанесение слоёв.
4. Работу электромоторов для передвижения печатающего станка.

Также существуют специальные программы, использующие кодировку для взаимодействия с контроллерами и управления рабочим процессом.

Как создаются модели для 3D-печати

Для обеспечения такого сложного процесса необходимо пользоваться специальными моделями, по которым будет строиться будущее изделие. Если вы только начинаете осваивать технологию, стоит научиться пользоваться стандартными программами и приложениями. Обычно в комплекте идёт установочный диск с базовой комплектацией и набором готовых фигур.

Можете найти приложение в интернете или создать фигуру в режиме онлайн. В данном разделе вам нужно пройти обучение, чтобы понимать основной порядок действий. После этого вы можете самостоятельно попробовать создать собственный макет будущей детали. Программа сама преобразует формат файла и отправит его на печать.