Преди да си обясним какво е 3D принтирането (триизмерен печат), трябва да посочим стъпките при създаването на триизмерен обект.
- Създаване на пространствен модел с помощта на софтуерен продукт за проектиране: CAD, Computer Aided Design, Autodesk 3DS Max, Maya, Blender, SolidWorks. Другата възможност е използването на триизмерен скенер, също много важно нововъведение за триизмерен печат.
- Трансформация на създадения модел в последователност от слоеве (двустранни цифрови изображения) записани в определен формат на цифров файл.
- Изработване на създадения модел в пространството то 3Д принтер чрез последователно нанасяне на слоеве материал от основата към върха, без видима разлика между тях до получава на унитарен обект, цел на триизмерното моделиране.
Разнообразието от методи за триизмерен печат се определя от навлизането на нови технологии в промишлеността. На разположение са голям брой технологии адитивни или комулативни. Към този момент са реализирани голям брой проекти, в които е използван триизмерния печат.
Основната разлика между тези методи са начините, по които се слагат слоевете и се създават моделите. При някои от тях материалът се топи и омеква, което е при селективно лазерно топене (SLM). Същият е подхода и при метал-лазерно ситероване (DMLS), селективно лазерно синтероване (SLS), разтопено отлагане на материала (FDM) – един от най-често срещаните подходи, или метод с разтапяне на материал (FFF).
Другите методи са на принципа на течните метали, където се използват различни сложни технологии. Стереолитографията (SLA) спада към тях. Технологията LOM използва ламиниран обект за производство, при която тънки слоеве материал се изрязват и съединяват. Всеки един метод има своите предимства и недостатъци, затова и фирмите предлагат възможност за избор на материал – прах или полимер, използван за изработване на обекта. Основните параметри, които участват в избора на 3Д принтера, са скорост, цена на отпечатания обект, избора на материали и цветови възможности.
Преди основното отпечатване е необходимо да се моделира обекта. Това става или чрез програма за 3Д моделиране или със самия принтер. Основните файлови формати са STL и .OBJ, се генерират автоматично от самата програма. Често тези файлове трябва да бъдат редактирани, тъй като в тях има грешки. За щастие в практиката са се наложили тези две програми: netfabb и Meshmixer. Те бързо и лесно отстраняват грешките, като най-често срещаните са незатворени повърхности, тънки стени или обърнати нормали.
Така съответният файл се изпраща от принтера. Софтуерът образно казано нарязва генерираният файл на тънки ленти, които ще бъдат наложени една върху друга от 3Д принтера. Всичко това генериран нов файл с G-код, който е специфичен за самия принтер. Софтуерът на принтера разпознава този код и е готов за печат. Материалът се нагрява към нагрята дюза, където се разтопява. Температурата обикновено е около 200 градуса. Движението на главата и разтопения материал създават слой след слой.
Каква е посоката на движение на главата?
Принтерът взима инструкциите от генерираният файл с кода, които определят последователността на материала – течност, прах, хартия или друг. Те участват в изработката на модела с напречни сечения. Тези сеченията, които съответстват на тези от файла, се свързват автоматично, за да се създаде окончателната форма. Основната способност на този метод е възможността да създаде всякаква форма или геометрична характеристика.
Важна характеристика от триизмерните принтери е резолюцията. Най-просто казано тя представлява гъстота на слоя на отпечатаните точки на инч, както и дебелината на самия слой. Типичната резолюция на един такъв принтер е около 100 µm (250 DPI). Съществуват и по-качествени принтери, като Objet Connex и Projet, серията 3D Systems, които могат да печатат слоеве с дебелина 16 µm при 1600 DPI. Резолюцията е сравнима с тази на лазерните принтери. Частиците (3D точки) са с размери от 50 до 100 µm (510-250 DPI) в диаметър.
Изработването на модели с 3D принтери може да отнеме няколко дни или няколко месеца. Времето може да се намали с няколко часа, но това зависи от самата машина, както и от и броя на моделите, които се печатат едновременно. Някои полимери позволяват обработка на повърхностния печат (изглаждане), като се използват химични процеси (ацетон – на водна баня и чрез потапяне на обекта в процентно разреден ацетон – такъв материал е ABS, докато PLA не е подходящ за подобна обработка).
