Vaik vs filament 3D-printerid: kumb on parem?
Josh Hendrickson
Kui kaalute 3D-printeri ostmist, võite olla üllatunud, kui leiate, et 3D-printereid on kahte erinevat tüüpi: sulatatud sadestamise modelleerimine (FDM) ja vaik. Mõlemad kasutavad 3D-printide loomiseks plastikut, mille hankimine sõltub mitmest tegurist, alates sellest, mida ja kus te prindite, kuni selleni, kui palju pärast printimist olete nõus askeldama. Vaatame lähemalt.
Lisandite tootmine – 3D-printimise kihiline kook
Enamik 3D-printimist, eriti harrastajate või prototüüpide tasemel, luuakse protsessi abil, mida nimetatakse lisatootmiseks. Kuigi see kõlab keeruliselt, on see tegelikult lihtsalt tehniline termin objekti loomiseks, trükkides soovitud trükise loomiseks üksteise peale väga õhukesi kihte. See kehtib olenemata sellest, kas kasutatav protsess on FDM (Fused Deposition Manufacturing), mida mõnikord nimetatakse FFF (Fused Filament Fabrication) trükkimiseks, või stereolitograafia abil, kasutades vedelat plastvaiku, mis kõvastub kokkupuutel teatud sagedusega ultraviolettvalgusega. Kui mõtlete kihtidest koosnevale koogile, mitte ainult koogitükile, on teil idee.
FDM-printerid – plastirullist objekti loomine
FDM-printer asetab ühe kihi teise peale. sadedesign/Shutterstock.com
FDM 3D-printimine on praegu kõige populaarsem madala kuni mõõduka hinnaga 3D-printimise vorm, kuigi see on muutumas, kuna mõistliku hinnaga vaikprinterid ujutavad turgu üle. FDM-printimisel kasutatakse õhukese keermetaolise plastikrulli, mille läbimõõt on kas 1,75 mm või 3 mm, kusjuures kõige populaarsem on 1,75 mm. Termoplastne hõõgniit tarnitakse plastpoolil. Kõige populaarsema suurusega pool sisaldab hõõgniidi massi järgi 1 kg. Peaaegu ükski müüja ei ütle teile, kui pikk hõõgniit on, vaid ainult selle, kui palju see kaalub. See on hea, sest enamik viilutamistarkvara, mis teisendab 3D-objektimudeli Gcode’iks, mis annab printerile teada, kuhu ja kuidas iga kiht printida, annab sageli teada, kui palju filamenti meetrites või jalgades objekt vajab.
FDM 3D-printerite kiud on saadaval erinevatest materjalidest, millest igaüks sobib paremini erinevat tüüpi objektide printimiseks. Kõige populaarsem ja lihtsamini kasutatav selliste tegurite nagu ekstruuderi temperatuur ja muud seadistused on PLA (polülakthape), mis on biolagunev, lõhnatu ja mille järgimiseks pole vaja soojendusega ehitusplatvormi. See on üldiselt ka pisut odavam kui muud hõõgniitmaterjalid.
ABS (akrüülnitriilbutadieenstüreen) on teine populaarne hõõgniit, mis on tavaliselt tugevam ja vastupidavam materjal kui PLA. Samuti on see prindiparameetrite osas pisut tülikam kui PLA, kuna parimate tulemuste saavutamiseks ja kõverdumise vältimiseks on vaja kõrgemat ekstruuderi temperatuuri ja kuumutatud ehitusplaati. Muud materjalid, nagu PETG (polüetüleentereftalaat). TPU-d (termoplastiline polüuretaan), nailon ja muud materjalid, nagu hõõgniit, mis sisaldavad täiteaineid, nagu metall või puidukiud, on samuti rohked ja võimaldavad printida esemeid, mis näevad välja nagu metall, puit või isegi süsinikkiud.
Filamenttrüki tegelikku printimisprotsessi võib pidada liimipüstoliks, mis liigub kolmes mõõtmes. Ekstruuderi moodul kerib plasthõõgniidi lahti ja juhib selle kuuma otsa (mis on mõnikord ekstruuderis), kus see sulatatakse ja surutakse metalldüüsist välja. Kuuma otsa liigutatakse kolmes mõõtmes – piki X-telge (küljelt küljele), Y-telge (ees ja taga) ning Z-telge (üles ja alla). Mõne printeri puhul liigub kuum ots ja mõne puhul liigub ehitusplatvorm X- ja Y-teljel ning kuum ots Z-teljel. Lõpptulemus on igal juhul see, et õhuke joon sulanud hõõgniidi kantakse esmalt esimese kihi ehitusplatvormile, seejärel iga eelmise kihi peale, moodustades prinditud objekti kiht-kihi haaval, kuni objekt on valmis.
Asjad, mida FDM-printeri puhul arvesse võtta, hõlmavad seda, millist hõõgniiti see saab kasutada, prindialuse suurust ja seda, kas prindivoodit saab soojendada. Soojendusega prindivoodi on oluline, kui soovite kasutada kõige erinevamaid hõõgniiditüüpe. Paljude hõõgniiditüüpide (nt ABS) puhul võib kuumutamata prindialus põhjustada prinditava objekti võimetuse kleepuda prindialuse külge või põhjustada prinditava objekti aluse kõverdumist plasti jahtumisel. Ja pidage meeles, et mõned plastikud eraldavad sulamisel ebameeldivaid aure, mistõttu võib nende kasutamine nõuda printeri paigutamist kohta, kus tekkivad aurud ei häiri.
Teine kaalutlus on printeriga kaasasolev tarkvara. Rakendust, mis on kaasas iga printeriga, olgu see FDM või SLA, nimetatakse viilutajaks. Viilutaja teisendab mudeli pildi juhisteks, mis juhivad printerit ja prindikvaliteeti. Keelt, mida 3D-printerid kasutavad, nimetatakse Gcode’iks.
Mõned printerimüüjad, näiteks XYZprinting, kasutavad oma viilutamistarkvara. Muu kasutab CURA tarkvara, mille on välja töötanud ja hooldanud printerimüüja Ultimaker. CURA antakse välja avatud lähtekoodiga tarkvarana, kusjuures üksikud printerimüüjad lisavad toetatud printerite loendisse printeriprofiilid, mis määravad mõned prindiparameetrid. Mõned teised populaarsed viilutajad on KISSlicer, PrusaSlicer, Repetier ja Slic3r. Kui arvate, et võite lõpuks osta erinevatelt müüjatelt mitu FDM-printerit, võib olla mõttekas kasutada universaalset viilutajat, nagu CURA, mis toetab sadu erinevaid printerimudeleid paljudelt tarnijatelt.
SLA vaiguprinterid – nähtamatu valgusega printimine
Vaiguprinterid loovad esemeid valgustundlikust vedelplastist. luchschenF/Shutterstock.com
Teine 3D-printimise tehnoloogia on stereolitograafia, mida sageli nimetatakse SLA-ks. Stereolitograafia oli esimene 3D-printimise tehnoloogia ja see leiutati 1986. aastal. SLA 3D-printerites kasutatakse vedelat vaiku, mis kivistub ultraviolettvalgusega kokkupuutel fotopolümerisatsiooni teel. Enamikus hobikorras kasutatavates SLA-printerites on selleks valgusallikaks UV-LED, mis paistab läbi LCD-paneeli, mis laseb osa valgusest läbi ja blokeerib teised. Kui läbilaskev UV-valgus tabab vaigukihti, kõveneb see plastikust ehitusplatvormil, mis liigub vertikaalselt ja paljastab rohkem vedelat vaiku, et luua objekt kihtide kaupa.
Saadaval on tohutult palju vaike ja paljud on ette nähtud teatud tüüpi vaigu 3D-printide spetsiaalseks printimiseks. Nende hulka kuuluvad kõva plastik, painduv plastik, vaik ehete valmistamiseks ja vahavalu ning hambalaborites kasutatavad vaigud. Standardvaiku on saadaval kümnelt või enamalt müüjalt ja seda müüakse liitrites (või pooleliitristes).
Vaiguprinterid on räpased ja mürgised. Vaik võib sattuda teie kätele või silmadesse ning soovitatav on kasutada nitriilkindaid ja kaitseprille. Peaaegu kõik 3D-printimisel kasutatavad vaigud eraldavad suitsu ja neid tuleb kasutada hästi ventileeritavas kohas. Vaikprintimisel on algaja kasutaja jaoks tõsiseid puudujääke, sealhulgas spetsiaalsed viilutajad, väikesed plaadid; ja vajadus järeltöötluse, sealhulgas isopropüülalkoholiga pesemise ja objekti välispinna UV-kõvastumise järele (kuigi see saavutab selle mitmeks tunniks päikese kätte jätmise). Kui valite vaiguprintimise, on väärt lisavarustus pesu- ja kõvendusjaam, mis võib maksta 100 dollarit või rohkem. Paljud vaigu 3D-printerite tootjad loovad ka sobivaid kõvendusjaamu, mis ühilduvad üksteisega. Vaigutrükk oli varem palju kallim kui FDM-trükk,
Otsuse tegemine
Paljude potentsiaalsete ostjate jaoks on FDM-hõõgniidiprinter teie esimene 3D-printer. Vaigutrükk on räpane, tekitab suitsu ja nõuab märkimisväärsel hulgal trükijärgset viimistlust, sealhulgas mingit UV-trükikasti, mis kõveneb kõige välimine vaigukiht või jäetakse objekt päikese kätte, et pinnakiht kõvastuda. Liigne vaik tuleb samuti hoolikalt kõrvaldada; sa ei saa seda lihtsalt kraanikausis loputada või tualetti alla lasta. FDM filamentprinterid on lihtsalt odavamad ja neid on lihtsam kasutada (vähemalt alustada).
Sellegipoolest kipuvad vaiguga prinditud objektid kogu segaduse, segaduse ja aurude jaoks olema üksikasjalikumad ja neil on vähem kihilisust. Vaiguprinterid on miniatuuride printimiseks väga populaarsed. Vaiguprinteritega kaasas olev viilutaja erineb mõnevõrra tarnitud või FDM-printeri jaoks saadaval olevast viilutajast. Nad täidavad endiselt sama funktsiooni, teisendades mudelid koodiks, mida printer saab käivitada. Siiski, kuna vaiguprinter töötab FDM-seadmest erinevalt, on ka kood erinev. Paljude vaiguprinteritega on kaasas viilutaja nimega Chitubox ja Prusa viilutaja töötab ka SAL-printeritega.
Olenemata valitud tehnoloogiast on võrgus tuhandeid 3D-objektide faile, mis on tasuta allalaadimiseks saadaval. Hea koht alustamiseks on Makerbot’s Thingiverse.com. 3D-printimise alustamine ühega neist on suurepärane viis kogemuste loomiseks.