Hur fungerar 3D-utskrift?

2D-utskrift är processen att sätta en bild på papper, medan 3D-utskrift är processen att göra ett objekt av vissa material, ofta plast, pulver, hartser, metall, kolfiber, grafit och grafen. Det skriver ut ett lager, väntar på att det ska torka och skriver sedan ut nästa lager ovanpå och skapar slutligen ett tredimensionellt objekt.

Nu har 3D-utskrift blivit synonymt med tillverkning. Med hjälp av en 3D-skrivare kan tillverkningsföretag snabbt bygga prototyper för testnings- och kvalitetssäkringsändamål. Även om det finns många olika typer av 3D-utskriftsprocesser, består nästan alla av tre grundläggande steg.

Modellering

Innan du skapar ett objekt med en 3D-skrivare måste en modell utformas. Modellering är det första steget i 3D-utskrift. Tillverkningsföretag designar vanligtvis objektmodeller med hjälp av en speciell typ av datorprogramvara som kallas ett CAD-paket (Computer-Aided Design). 3D-utskrivna modeller som skapats med CAD resulterar i relativt färre fel än andra metoder. Fel i 3D-utskrivbara modeller kan identifieras och korrigeras före utskrift, vilket gör det möjligt för högkvalitativa mönster. Dessutom ökar CAD-programvaran produktiviteten effektivt - det gör det möjligt för designers att sänka produktionskostnaderna, arbeta snabbare och smartare och i slutändan leda till snabbare projektavslut. Detta är en enorm fördel på den konkurrensutsatta globala marknaden.

Den manuella modelleringsprocessen för att förbereda geometriska data för 3D-datorgrafik liknar plastkonst som skulptering. 3D-skanning är en process för att samla in digitala data om formen och utseendet på ett verkligt objekt och skapa en digital modell baserad på den.

Utskrift

Det andra steget i 3D-utskrift innebär att objektet skrivs ut eller byggs.

Objektmodellen sparas vanligtvis som ett stereolitografiformat (STL) eller ett AMF-format (Additive Manufacturing File). Allt vi behöver göra är att ladda upp filen till 3D-skrivaren. 3D-skrivaren kommer sedan att använda instruktionerna i respektive fil för att diktera var och hur materialet deponeras.

De flesta 3D-skrivare bygger objekt genom att lägga lager av material på en säng. 3D-utskriftsprocessen förvandlar ett helt objekt till tusentals små skivor och gör det sedan nedifrån och upp, segment för sektor. De små lagren håller ihop för att bilda ett fast objekt. Varje lager kan vara mycket komplext, vilket innebär att 3D-skrivare kan skapa rörliga delar som gångjärn och hjul som en del av samma objekt.

3D-skrivare kan använda olika material för att bygga objekt, även om termoplast är det vanligaste materialet som används för denna process. Det fungerar genom att extrudera smält plast genom ett litet munstycke som det rör sig runt exakt under datorkontroll. Det skriver ut ett lager, väntar på att det ska torka och skriver sedan ut nästa lager ovanpå.

Fulländande

Det tredje och sista steget i 3D-utskriften är att göra de sista detaljerna på det utskrivna objektet, nämligen efterbehandling. Större noggrannhet kan till exempel uppnås genom att skriva ut en något överdimensionerad version av önskat objekt i standardupplösning och sedan ta bort material med hjälp av en subtraktiv process med högre upplösning. Du kan också lägga till lösningsmedel i det tryckta objektet för att eliminera eventuella ytliga brister samtidigt som du skapar en jämnare ytfinish. Vissa utskriftstekniker kräver att interna stöd byggs för överhängande funktioner under konstruktionen. Dessa stöd måste avlägsnas mekaniskt eller lösas upp när utskriften är klar.