Czym jest druk 3D? Wszystko, co warto wiedzieć

Druk 3D zyskuje na popularności, zarówno w przemyśle jak i wśród hobbystów. Wielu z nas dalej jednak nie miało do czynienia z technologią druku przestrzennego. Tłumaczymy podstawy druku 3D i co sprawia, że pełni coraz ważniejszą rolę w badaniach, inżynierii i codziennym życiu.

Czym jest druk 3D? Wszystko, co warto wiedzieć

Choć pierwsza drukarka 3D powstała w 1984 roku, dla wielu z nas nadal jest to nowa, nieznana technologia. Często nie zdajemy sobie sprawy, że druk 3D jest już obecny w wielu gałęziach przemysłu, i że jest dostępny również dla nas. Jak działa druk 3D, jakie surowce wykorzystuje i w czym może nam pomóc? Dowiedz się z nami wszystkiego co najważniejsze na temat drukowania przestrzennego.

Druk 3D - co to takiego?

Druk 3D, nazywany także addytywnym lub przestrzennym, pozwala tworzyć przestrzenne obiekty na podstawie cyfrowych modeli. Pod nazwą druku 3D kryje się kilka pokrewnych technologii, które różnią się wykorzystywanym materiałem i sposobem nakładania i spajania surowca w odpowiedni kształt, jednak ogólny mechanizm jest podobny.

Oprogramowanie drukarki analizuje model i dzieli go na cienkie warstwy. Następnie, głowica nakłada warstwy surowca kolejno od spodu. Warstwy są spajane i utrwalane na bieżąco podczas drukowania. Niewielkie drukarki 3D, przeznaczone do użytku domowego najczęściej wykorzystują filament - tworzywo sztuczne w formie długiej nici. W przemysłowym druku 3D wykorzystywane są także proszek z tworzyw sztucznych, od poliamidu po włókna szklane, lub syntetyczna żywica. Biodruk, wysoce zaawansowana technologia druku 3D stosowana w medycynie, wykorzystuje do druku żywe komórki w formie żelu.

Rodzaje drukarek i technologii druku 3D

Szukasz drukarki 3D ale gubisz się wśród nieznanych nazw i skrótów, które nic Ci nie mówią? Tłumaczymy, czym różnią się technologie druku 3D i jakie są ich najczęstsze zastosowania.

Druk termoplastem w żyłce

Termoplastami, lub filamentem, drukują drukarki 3D typu Fused Filament Fabrication (FFF) lub Fused Deposition Modeling (FDM).

FFF, lub FDM to najstarsza metoda druku 3D, powszechna w domowych drukarkach 3D. Drukarki tego typu jako wkład wykorzystują filament z tworzyw sztucznych, w formie nici, która jest podgrzewana do wysokich temperatur (ok. 180-220 stopni Celsjusza) i nakładana warstwami, które stapiają się ze sobą i zastygają w miarę ochładzania.

Druk FFF w przemyśle jest często wykorzystywany do tworzenia pustych w środku prototypów. Indywidualni użytkownicy wykorzystują drukarki FFF do tworzenia hobbystycznych figurek i modeli czy drobnych przedmiotów do domu i biura.

Druk żywicą światłoutwardzalną

Ta metoda druku 3D wykorzystuje syntetyczną żywicę utwardzaną za pomocą światła UV. W zależności od tego, jak nakładana jest żywica i jak jest utrwalana, możemy wyróżnić technologie:

• SLA: wiązka lasera "rysuje" kształt kolejnych warstw na powierzchni pojemnika wypełnionego płynną żywicą,
• DLP: żywica jest utwardzana światłem UV z projektora umieszczonego pod pojemnikiem, cały kształt tworzony jest jednocześnie, bez podziału na warstwy,
• PolyJet/MJP: żywica jest natryskiwana przez głowicę warstwami.

Drukowanie 3D z użyciem żywicy pozwala uzyskać bardzo dokładne odwzorowanie szczegółów, gładkie powierzchnie i złożoną strukturę. Wykorzystuje się go w wydrukach, które wymagają wyjątkowej precyzji, takie jak modele dentystyczne, odlewy biżuterii, wysokiej jakości miniatury i figurki, czy funkcjonalne prototypy.

Druk proszkiem

• CJP: druk proszkiem gipsowym, spajanym za pomocą lasera,
• Binder Jetting: druk z proszku łączonego ciekłym spoiwem,
• SLS, SLM, DMLS: druk ze sproszkowanych poliamidów łączonych laserem,
• EBM: druk ze sproszkowanych metali łączonych wiązką elektronów.

Druk 3D z wykorzystaniem proszku służy do precyzyjnego wytwarzania trwałych i złożonych elementów funkcjonalnych, prototypów przemysłowych oraz części przeznaczonych do użytku końcowego. Umożliwia on szybką produkcję lekkich części lotniczych czy samochodowych i spersonalizowanych implantów medycznych.

Dlaczego druk 3D to technologiczna rewolucja?

Druk 3D znajduje coraz szersze zastosowania w różnych gałęziach przemysłu i medycyny ponieważ pozwala rozwiązać wiele problemów i przekroczyć ograniczenia, które nakładają tradycyjne metody produkcji.

Technologia nieustannie się rozwija — przeczytaj więcej o rewolucji w kolorowym druku 3D i tym, dokąd zmierza ta branża.

• W druku 3D dużo łatwiej tworzyć prototypy: wystarczy edytować odpowiednią część zapisanego projektu i wydrukować go ponownie,
• Druk 3D nie wymaga użycia formy, nawet dla skomplikowanych kształtów i konstrukcji, co pozwala znacznie usprawnić proces produkcji. To ma wielkie znaczenie zarówno przy manufakturze małych, skomplikowanych komponentów np. części samochodów czy innych urządzeń jak i przy konstruowaniu budynków.
• W porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji, druk 3D wytwarza znacznie mniej odpadów.
• Skanowanie 3D wykorzystywane przy tworzeniu cyfrowych projektów do druku 3D pozwala bardzo dokładnie dopasować wymiary części, które mają pasować np. do danego urządzenia lub rozmiary protezy, aparatów korekcyjnych lub implantów zębów do indywidualnych potrzeb użytkownika.
• Odpowiednia technologia druku 3D może znacznie zmniejszyć wagę danego komponentu, przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości.
• Dzięki optymalizacji procesów, druk 3D obniża koszty produkcji na każdym etapie.

Nie tylko przemysł: jak druk 3D pomaga ludziom i pomaga chronić zwierzęta i planetę

Druk 3D to coś więcej niż wydajna metoda produkcji. Dzięki unikalnym możliwościom dopasowania i personalizacji, które zapewnia projektowanie w 3D, użyciu lekkich, wytrzymałych materiałów oraz przyspieszeniu i zmniejszeniu kosztów wytwarzania, druk 3D może pomóc nam sprostać wielu wyzwaniom społeczno-gospodarczym:

• Druk 3D zwiększa dostępność protez dla ludzi w trudnej sytuacji życiowej, żyjących na terenach objętych konfliktami lub w krajach słabo rozwiniętych. Jeśli interesuje Cię temat personalizowanych implantów i protez, dowiedz się więcej o zastosowaniach druku 3D w medycynie. Więcej o tym, jak technologia ta zmienia życie osób potrzebujących wsparcia, przeczytasz w artykule o druku 3D jako przyszłości protetyki.
• W budownictwie druk 3D to sposób na rozwiązanie problemu braków siły roboczej, który będzie tylko narastał wraz ze starzeniem się społeczeństw. Przykładem praktycznego wykorzystania tej technologii są realizacje opisane w artykule o druku 3D w budownictwie, gdzie omawiane są m.in. japońskie dworce kolejowe.
• Z technologią 3D można szybko stawiać budynki na terenach objętych konfliktami lub dużą bezdomnością.
• Manufaktura oparta na druku 3D wspiera rozwój lokalnej gospodarki i zmniejsza zależność od kosztownych importów, co ma znaczenie zwłaszcza dla biedniejszych regionów i krajów rozwijających się,
• Druk 3D jedzenia w przyszłości może pomóc w walce z niedożywieniem poprzez tworzenie wzbogaconej, spersonalizowanej żywności dla osób o szczególnych potrzebach, oraz zwiększając dostępność zdrowego jedzenia na "pustyniach żywieniowych".

Ciekawostką jest to, że możliwości przemysłowe tej technologii nie mają granic — przekonaj się, czytając o największej drukarce 3D na świecie i jej zastosowaniach.

Jak zacząć drukować w 3D?

Jeśli chcesz rozpocząć swoją przygodę z drukiem 3D, będzie Ci potrzebna mała drukarka dla początkujących, którą zmieścisz na biurku lub stole warsztatowym, filament oraz pliki projektu cyfrowego. Nie wiesz, jaką drukarkę wybrać? Przeczytaj nasze rady i rekomendacje.

Mała drukarka 3D to koszt ok. 1000 do 1500 złotych. Początkującym radzimy wprawiać się w drukowaniu na gotowych plikach projektów. Możesz je znaleźć w bibliotece drukarki lub w sieci, na serwisach dla hobbystów takich jak Printables.com, Thingverse czy Cuts 3D.

Wybór filamentu również jest bardzo ważny. Pamiętaj, aby wybrać wkład kompatybilny z Twoją drukarką. Różne rodzaje filamentu wymagają różnych temperatur nakładania czy rodzajów głowicy. W Print24 możesz w łatwy sposób znaleźć odpowiednie wkłady, wpisując model Twojej drukarki w pasek wyszukiwania. Nasze zamiennik Print.Filamenti zapewniają wysoką jakość druku przy atrakcyjnej cenie. Zapraszamy!