Technologia druku 3D w ostatnim czasie bardzo zyskała na popularności. Znajduje zastosowanie w najróżniejszych branżasz. Obecnie drukarki 3D stanowią nieodłączne narzędzie pracy większości inżynierów, projektantów, archeologów czy naukowców lub po prostu biorą udział w procesie edukacji.

Bardzo duże znaczenie drukarka 3D odgrywają w codziennej pracy konstruktorów, którzy zadają pytanie o funkcjonalność przygotowywanych przez nich projektów. Jedyną odpowiedzią jest zbudowanie prototypu i sprawdzenie funkcjonalności na gotowym elemencie. Konstruktorzy musieli postawić na szali z jednej strony koszty
i czas prototypowania, a z drugiej potrzebę wytworzenia prototypu.

Zmieniło się to w momencie powstania drukarek 3D.

Drukarki te kosztują od 1440,00 zł do 25 000,00 zł.

Długopis 3D -> 315 zł

Filament gumowy 0,5 kg -> 180 zł

Filament PLA 250 g -> 75 zł

Filament ABS 250 g -> 73 zł

Filament PC 250 g -> 73 zł

Filament HIPS 250 g -> 68 zł

Filament PVA 100 g -> 64 zł

Filament BendLay 250 g  -> 61 zł

Filament NYLON 100 g -> 44 zł

Filament TPE 50 g -> 20 zł

Silnik krokowy -> 100 zł

http://www.drukarka3d.eu/

PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE DRUKU 3D

Coraz więcej i więcej słyszy się o druku 3D i zmianach, jakie ma za sobą nieść rozpowszechnianie tej technologii. Prawda jest jednak taka, że wiele możliwości dotychczas niedostępnych dla przeciętnego Kowalskiego, jest już w zasięgu jego ręki. Kluczem jest to, aby wiedzieć gdzie szukać i umieć z tego odpowiednio skorzystać, zanim zrobią to inni.

Przygotowałem dla Was listę 5 przykładów zastosowań druku 3D.

1. Obudowy do telefonu

Nowe pokrowce na telefon kosztują w granicach od 30 do nawet 200 zł. Dzięki drukarce 3D, możesz tworzyć obudowy w nowych kształtach nawet co tydzień, a ich koszt będzie wynosił dokładnie tyle ile materiału zostanie zużytego do tego celu.

iphone_case

Dużo darmowych modeli, gotowych do wydrukowania, przeznaczonych np. do iPhone, możecie znaleźć na thingiverse.com. Jeżeli natomiast preferujecie gotowe rozwiązania, proponuję zajrzeć przykładowo nashapeways.com.

Jeżeli natomiast żadna ze stworzonych propozycji nie znajduje Waszej aprobaty, nic straconego! Dostępne są bowiem kreatory, dzięki którym jesteście w stanie w bardzo prosty sposób, stworzyć swoja wymarzoną i jedyna w swoim rodzaju obudowę. Rzućcie okiem na kreator Cubify.

cubify_phone_case

2. Części zamienne

dishwasher

Jeśli nie masz w zwyczaju wyrzucania każdej zepsutej rzeczy i stawiasz sobie za cel przywrócenie ich do stanu użyteczności, to technologia druku 3D jest wręcz stworzona dla Ciebie. Nie ma praktycznie plastikowego przedmiotu, którego nie dałoby się odtworzyć dzięki niemu.

 

3. Biżuteria i dodatki

Tutaj sprawa się ma podobnie, jak w przypadku obudów na telefony, wiele modeli znajdziecie na thingiverse.com, natomiast gotowe produkty na shapeways.com oraz  i.materialise.com.

upper_body

spinal_cuff_druk_3D

 

4. Wystrój wnętrz 

Jako, że jedynym ograniczeniem tej technologii jest wyobraźnia, wytwarzając ozdoby samodzielnie, może to zmienić sposób, w jaki je postrzegamy. I mowa tu o rzeczach typowo ozdobnych, jak i tych praktycznych w swoim zastosowaniu.

jelen_druk3d

lyzeczka_druk3d

Tradycyjnie, projekty znajdziecie na thingiverse.com, natomiast gotowe części na  shapeways.com,i.materialise.commgxbymaterialise.componoko.comkraftwurx.com oraz 3dlt.com (pod tymi linkami, znajdziecie przedmioty ze wszystkich wymienionych tutaj kategorii).

5. Hobby

Brakująca część? Genialny pomysł, na wyróżniający się przedmiot? Ludzik przypominający postać z ulubionego filmu, i to w momencie premiery? Oczywiście!

Myślę, że już niedługo producenci takich zabawek jak klocki Lego zaoferują nowy kanał sprzedaży, który będzie bardzo podobny do tego oferowanego przez stronę layerbylayer.com. Dzięki niej, nie kupujemy gotowego modelu, a wyłącznie jednorazową możliwość drukowania danego przedmiotu. Dzieje się tak, ponieważ po uniesieniu stosownej opłaty, nie jest przesyłany plik w formacie STL, a tylko i wyłącznie tzw. G-code. Wilk syty, ponieważ producent i tak zatrzyma w kieszeni swoją prowizje, i owca cała, ponieważ klient dostanie swój wymarzony produkt. I to bez wychodzenia z domu.

lego_mutant_druk3d

blotnik_druk3d

 

 

 

Jak sami widzicie, możliwości jest już obecnie bardzo dużo, a to dopiero początek. Dzień w dzień usłyszeć można o nowych pomysłach, planach i projektach związanych z technologią druku 3D. Oby tak dalej!

Swoje własne projekty możecie przykładowo tworzyć za pomocą:

NIETYPOWE MATERIAŁY DO DRUKU 3D

 

   Druk 3D jest na tyle szeroką technologią, że w zależności od zastosowanych technologii może drukować obiekty przy użyciu najróżniejszych materiałów. Na łamach naszego portalu opisywaliśmy kilkakrotnie przykłady prac wydrukowanych w 3D przy użyciu mocno nietypowych rzeczy. Poniżej przedstawiamy kilka z nich…

 

Wydruki z czekolady Źródło: www.itthing.com

Wydruki z czekolady
Źródło: www.itthing.com

  • druk 3D z cukru – technologia opracowana przez małżeństwo architektów z LA, za pomocą której tworzą bardzo zaawansowane formy przestrzenne
  • druk 3D z drewna soli i papieru – studio architektoniczne Emerging Objects z Oakland eksperymentuje z drukiem proszkowym, ale z użyciem szeregu nietypowych materiałów w rodzaju sproszkowanego drewna, soli, papieru, cementu, jak również bardziej tradycyjnych materiałów do druku 3D jak akryl i nylon; do druku wykorzystuje drukarki 3D Z Corp (obecnie 3D Systems)
  • druk 3D z czekolady, makaronu i sproszkowanej żywności – druk żywności to jeden z najbardziej elektryzujących tematów związanych z drukiem 3D; technologia używająca czekolady to w gruncie rzecz nic innego jak odpowiednio zmodyfikowany FDM/FFF; czekolada jest wytłaczana warstwa po warstwie jak plastik i odpowiednio
  • druk 3D z cementu i piasku – jest wykorzystywany przez największą drukarkę 3D na świecie – DShape; za jej pomocą drukowane są elementy dna basenów lub fragmenty konstrukcji – prefabrykatów budowlanych.

DRUK 3D Z METALU

Poniżej wykaz firm, których drukarki 3D mogą drukować obiekty z metalu:

  • 3D Systems – druk z tytanu, nierdzewnej stali i chromo-kobaltu. Druk 3D przy użyciu systemu SLM (Direct Metal Selective Laser Melting)
  • EOS – druk z aluminium, tytanu, stali, niklu i chromo-kobaltu. Druk 3D przy użyciu systemu SLM (Direct Metal Selective Laser Melting)
  • Arcam – druk z tytanu i chromo-kobaltu. Druk 3D przy użyciu systemu EBM (Electron Beam Melting)
  • ExOne – druk ze stali i bronzu
  • Optomec – druk z nierdzewnej stali i tytanu. Druk 3D przy użyciu systemu LENS (Laser Engineered Net Shaping). Ponadto istnieje technologia umożliwiająca druk materiałów przewodzących napięcie, za pomocą technologii AJT (Aerosol Jet Technology).

 

 material-alumide

Alumide

Materiał powstał w procesie spiekania mieszanki nylonu i pyłu aluminiowego. Ma średnią wytrzymałość i jakość odwzorowania detali. Może być polerowany. Nadaje się do wydruków związanych z biżuterią. Obiekty wydrukowane z alumidu nie są wodoszczelny, nie można ich myć w zmywarkach / pralkach, nie nadają się do recyclingu. Topią się w temperaturze powyżej 172ºC.

 strong plastic

Mocny i giętki plastik

Materiał o wysokiej wytrzymałości i giętkości. Bardzo dobrze odwzorowuje detale. Może być farbowany na dowolny kolor i polerowany. Najlepiej sprawdza się w przypadku obudów / pokrowców na telefony, czy akcesoriów odzieżowych. Materiał nie jest wodoszczelny, ale obiekty wydrukowane z niego wytrzymują mycie / pranie. Topią się w temperaturze powyżej 80ºC.

 plastik do detali

Plastik do detali

Materiał będący fotopolimerem opartym o akryl. Za jego pomocą można wydrukować przedmioty o wysokiej jakości i stopniu odwzorowania szczegółów, jednakże odbywa się to kosztem ich wytrzymałości. Materiał dedykowany dla przedmiotów o małych rozmiarach. Jest wodoszczelny, ale topi się w temperaturze już 48ºC.

 Zmrożony plastik do detali

Zmrożony plastik do detali

Obiekt drukowany w technologii MJM (Multijet modeling) wytwarzany jest z ciekłego plastiku, który rozprowadzany jest na platformie drukarki przez kilka dysz, a następnie utwardzany UV. Tego typu materiał i technologią sprawdzają się idealnie w drukowaniu bardzo szczegółowych detali, lub cienkich ścian. Tym samym najlepiej drukować z tego miniatury modeli. Materiał dobrze się barwi. Jest wodoszczelny i topi się w temperaturze powyżej 80ºC.

 Stal nierdzewna

Stal nierdzewna

Technologia druku 3D ze stali nierdzewnej w SHAPEWAYS polega na tym, iż na rozsypaną warstwę sproszkowanej stali nakładane jest spoiwo, które tworzy wyjątkowo wytrzymały obiekt. Następnie jest on uszlachetniany brązem aby zapewnić sztywność. Może być dodatkowo uszlachetniony złotem. Ta technologia druku jest idealna w produkcji wszelkiego rodzaju ozdób i biżuterii. Materiał topi się w temperaturze powyżej 831ºC.

 srebro szterlingowe

Srebro (sterling silver)

W tym przypadku modele są wykonywane w bardziej tradycyjny sposób. Srebro jest wlewane do form wykonanych na drukarkach 3D, nie jest zatem drukowane jak np. stal nierdzewna.

 elasto-plastic

Elastyczny plastik (Elasto plastic)

Jest to najnowszy materiał w ofercie SHAPEWAYS, charakteryzujący się bardzo dużą elastycznością i giętkością.

 pełnokolorowy piaskowiec

Pełnokolorowy druk proszkowy

Druk wykonywany jest na drukarkach 3D Z Corp, które używają proszku opartego na gipsie. Powstają dzięki temu pełnokolorowe obiekty. Gotowe wydruki wykańczane są uszczelniaczem cyjanoakrylowym, dla uzyskania odpowiedniej trwałości i lepszych, żywszych kolorów.

 ceramika

Ceramika

Jak widać na załączonym obrazku, technologia druku 3D z ceramiki nie sprawdza się przy produkcji obiektów o dużym nasyceniu detalami. Wytwarzane z proszku ceramicznego, jako jedyny z materiałów stosowanych przez SHAPEWAYS ma atest żywnościowy. Tym samym, jako jedyny nadaje się do produkcji naczyń i innych tego typu rzeczy. Wytrzymuje temperaturę do 500ºC.

MATERIAŁY DO DRUKU 3D dla drukarek desktopowych

Podstawowe materiały do druku 3D stosowane w niskobudżetowych, desktopowych drukarkach 3D drukujących w technologii FFF.

 

ABS

ABS materiały do druku 3DABS (czyli Akrylonitrylo – Butadieno – Styren) to materiał otrzymywany w procesie polimeryzacji butadienu oraz kopolimeryzacji akrylonitrylu ze styrenem wraz z jednoczesnym szczepieniem powstałego kopolimeru na polibutadienie. Jest używany w przemyśle, w produkcji obudów aparatury elektronicznej, sprzętu AGD, elementów wnętrz samochodowych, sprzętu sportowego, czy elementów mebli. A także klocków LEGO.

W druku 3D, ABS stosowany jest w drukarkach używających technologii FDM (Fused Deposition Modeling), czyli w najpopularniejszych modelach począwszy od samodzielnie montowanych RepRapów, po drukarki 3D Makerbota czy Cubify. Drukując model przy użyciu ABS, materiał jest topiony i wytłaczany za pomocą rozgrzanej dyszy drukarki, a następnie rozprowadzany warstwa po warstwie. Model jest drukowany od dołu do góry, tworząc kolejne warstwy, które twardnieją tworząc gotowy przedmiot.

ABS jest sprzedawany w szpulach na kilogramy. Cena w Polsce kształtuje się na poziomie ok. 50,00 PLN za 1kg.

PLA

PLA materiały do druku 3DPLA (czyli Polilaktyd – kwas mlekowy) to polimer należący do grupy poliestrów alifatycznych. Jest wytwarzany z surowców naturalnych jak np. mączka kukurydziana, dzięki czemu jest on w pełni biodegradowalny. Posiada podobne właściwości do ABS, ale jest bardziej kruchy. Może być wykorzystywany z nim wymiennie, chyba że nie pozwala na to specyfika określonej drukarki 3D. W procesie druku nie wymaga podgrzewanego stołu, ponieważ nie kurczy się w trakcie ochładzania. Co więcej, charakteryzuje się przyjemniejszym zapachem podczas topienia się. Idealnie nadaje się do szybkich, ozdobnych wydruków.

Podobnie jak ABS, sprzedawany jest na kilogramy, jego cena jest taka sama i w Polsce kształtuje się na poziomie ok. 50,00 PLN za 1kg. Ma tą samą paletę kolorów i występuje w tych samych grubościach.

 

Nylon

Nylon materiały do druku 3DNylon został wymyślony i stworzony przez firmę DuPont w 1935 roku. To syntetyczny polimer służący do tworzenia włókien o dużej wytrzymałości na rozciąganie. Jest stosowany m.in. w  produkcji tkanin, lin i żyłek jak również kół zębatych, panewek łożysk etc.

Jest bardziej elastyczny od ABS, jednakże nie wymaga podgrzewanego stołu w drukarce. Ma bardzo dobrą jakość wykończenia powierzchni lepszą od ABS, czy PLA wytrzymałość mechaniczną i chemiczną. Wymaga wyższej temperatury topienia materiału na poziomie 240°-250ºC. Niestety w procesie druku wydaje dość szkodliwy zapach, dlatego niewskazane jest drukowanie w pomieszczeniach bez zapewnionej odpowiedniej wentylacji. 

Cena nylonu w zagranicznych sklepach kształtuje się na poziomie ok. 200 – 250 PLN za 1kg. Nylon występuje w grubościach 1,75 i 3 mm.

 

 Poliwęglan

Poliwęglan materiały do druku 3dPoliwęglan to termoplastyczne tworzywo o bardzo dobrych własnościach mechanicznych i dużej przezroczystości. Jego twardość i odporność na ściskanie jest zbliżona do aluminium. Poliwęglan jest stosowany wszędzie tam, gdzie potrzebne jest przezroczyste tworzywo o wyjątkowo dobrych parametrach mechanicznych. Jest wykorzystywany m.in. przy produkcji szyb odpornych na stłuczenie, butelek dla niemowląt, czy płyt CD.

W przypadku druku 3D, jest on stosowany w technologii FDM jako zamiennik dla ABS, jednakże do jego użytkowania potrzebna jest odpowienio przystosowana drukarka 3D, czego powodem jest wyższa temperatura topnienia materiału. Wydruki z poliwęglanu można wyginać i rozciągać jak twardą gumę (na ile pozwala na to ich konstrukcja), przynajmniej do czasu aż nie pękną lub się złamią.

Z uwagi na to, że jest to dość trudny materiał do druku, jego dostępność jest również dość ograniczona.Cena w sklepach zagranicznych oscyluje w granicach 250 – 350 PLN za 1 kg.

 

BandLay

Materiał do druku 3D do drukarki 3DBandLay to materiał do druku 3D stworzony przez niemiecką firmę Orbi-Tech. Jest zmodyfikowanym ABS, ale charakteryzuje się dużą giętkością i wytrzymałością. Jest przezroczysty jak poliwęglan i występuje w dwóch grubościach 1,75 i 3mm.

 

LayBrick

Laybrick materiały do druku 3dLayBrick to kolejny materiał z Orbi-Tech. Jest połączeniem naturalnych wypełniaczy mineralnych jak wysokiej jakości zmielona kreda oraz polyestru. Posiada podobną do kamienia fakturę i nadaje się do szlifowania. Sprawdza się idealnie w produkcji modeli dla architektury. Nie wymaga podgrzewanego stołu.

Występuje w dwóch grubościach 1,75 i 3mm i jest dostępny w paczkach po 250 g. Cena opakowania w sklepie Orbi-Tech wynosi ok. 100,00 PLN za 250 g.

 

LayWoo-d3

Laywoo_d3

LayWoo-d3 to trzeci prezentowany filament ze sklepu Orbi-Tech, tym razem drewnopodobny. Jest połączeniem przetworzonego drewna i spoiwa polimerowego. Wydrukowane obiekty nie kurczą się i nadają się do wiercenia i cięcia – podobnie jak drewno. Wydrukowany obiekt ma bardzo podobne własciwości do drewna, wyglądając i pachnąc tak, jakby było z niego wyrzeźbione.

Występuje w dwóch grubościach 1,75 i 3mm i jest dostępny w paczkach po 250 g. Cena opakowania w sklepie Orbi-Tech wynosi ok. 100,00 PLN za 250 g.

 

Na czym polega formowanie ?

Technologia ta polega na doprowadzeniu do poruszającej się w trzech wymiarach głowicy, włókna z materiału termoplastycznego podgrzanego do stanu półpłynego. Materiał roboczy nanoszony jest punktowo, warstwami. Proces ten odbywa się w komorze o temperaturze zbliżonej do tmp. topnienia czynika roboczego. Metoda ta jest cicha iłatwa do przeprowadzenia w warunkach biurowych. Przedmioty wykonane w tej technologi cechują się niższą jakością wykonania powierzchni niż w przypadku stereolitografi oraz większą wytrzymałością od tych wyprodukowanych za pomocą druku 3D.

Źródło ;http://joannabaron.pl/materialy/prezentacje/drukarki_3d.pdf

Szybkie prototypowanie – zastosowania ogólne

 W przemyśle – np. do tworzenia modeli samochodów.
 W medycynie oraz stomatologi – do tworzenia wstępnych
projektów różnego rodzaju implantów.
 W automatyce – możliwość niemal natychmiastowego
testowania modeli.
 W tworzeniu produktów konsumenckich – możliwość podania
projektu ocenie konsumentów już na etapie
testów.
 Projektowanie inżynieryjne – możliwość fizycznego
sprawdzenia opracowywanej koncepcji już we
wczesnej fazie projektowania.

przykład :szybkie_wytwarzanie-endoprotez_rys7

lub :

251194

Wady szybkiego prototypowania

 Wysoki koszt zakupu urządzeń
kształtujących.
 Ograniczony rodzaj dostępnych
materiałów do produkcji modeli.
 Ograniczenia gabarytowe porototypów.

Źródło ;http://joannabaron.pl/materialy/prezentacje/drukarki_3d.pdf

Zalety szybkiego prototypowania

 Modele wytworzone za pomocą technik
szybkiego prototypowania umożliwiają
minimalizację kosztów związanych z produkcją
prototypowych modeli.
 Minimalizują koszt związane z
ewentualnymi poprawkami.
 Umożliwiają bardzo szybkie (w stosunku do
tradycyjnych technik) stworzenie
prototypów

 

Źródło ;http://joannabaron.pl/materialy/prezentacje/drukarki_3d.pdf

rapid-prototyping-3

Szybkie prototypowanie – schemat ogólny

1. Przygotowanie, za pomocą oprogramowania typu CAD 3D, pliku
zawierającego cyfrowy opis przedmiotu.
2. Przeniesienie przygotowanego pliku do maszyny kształtującej.
3. Dobór odpowiedniej orientacji przestrzenej obiektu, po to aby
zapewnić mu stabilność podczas wytwarzania.
4. Zapewnienie możliwości odprowadzenia materiału roboczego z
wewnętrznych komór przedmiotu.
5. Cyfrowy obraz przedmiotu zostaje wirtualnie pocięty na przekroje, w
sposób zgodny z wybraną technologią kształtowania.
6. Określenie ostatecznych rozmiarów tworzonego obiektu, grubości
warstw oraz rodzaju materiałów z jakich wykonane zostaną
poszczególne elementy.
7. Po ukształtowaniu obiektu usuwa się resztki substancji roboczej,
mogące zalegać w wewnętrznych komorach przedmiotu.
8. Przy przedmiotach w których liczą się walory estetyczne na stworzony
obiekt może zostać naniesiony lakier.
9. Ewentualne szlifowanie ipolerowanie przedmiotu.Zalety szybkiego prototypowani

rapid-prototyping-3

 

Źródło; http://joannabaron.pl/materialy/prezentacje/drukarki_3d.pdf