• en
  • de
2020-09-28

Budowa drukarki 3D

Druk 3D rewolucjonizuje kolejne gałęzie gospodarki. Wykorzystywany jest powszechnie w przemyśle np. samochodowym czy maszynowym, ale również w medycynie, a nawet gastronomii. W każdej z tych dziedzin stosowane mogą być różne metody wydruku trójwymiarowego, ale i inne drukarki 3D. Sprawdźmy, jak zbudowana jest podstawowy sprzęt tego typu?

Podstawowe elementy drukarki 3D

Wydawać by się mogło, że budowa drukarki służącej do drukowania przestrzennego, w technologii 3D, z określonego materiału do druku (filamentu), musi być mocno skomplikowana. Tymczasem każda drukarka 3D ma pewne stałe elementy, które są wzbogacane o dodatki właściwe dla poszczególnych technologii wydruku 3D.

Z czego składa się drukarka 3D? „Mózgiem” urządzenia jest panel sterujący, który pozwala na wprowadzenie manualnie ustawień oraz odczyt postępów w pracy nad drukowanym modelem. Panel powinien być wyposażony w gniazdo na kartę pamięci lub USB, aby móc wprowadzić szybko do urządzenia wymagane informacje i projekty, bez konieczności jego podłączania do komputera. Drukarka 3D nie może działać bez płytki sterującej, która monitoruje cały proces wydruku i steruje pracą silników krokowych oraz ustawia wszelkie niezbędne do prawidłowego wydruku modelu 3D parametry.

Patrząc na drukarkę 3D, z pewnością widzimy takie jej elementy jak:

  •   Stelaż – obudowa drukarki i wszystkie elementy, które podtrzymują części składowe urządzenia i zapewnia sztywną konstrukcję, może być wykonany z metalu lub z tworzywa sztucznego.
  •   Podłoże – stół roboczy służący do drukowania modelu, często jest on podgrzewany, aby zminimalizować ryzyko skurczenia się modelu lub jego odklejania od powierzchni zimnego blatu.
  •   Ekstruder – inaczej wytłaczarka filamentu, która pobiera odpowiednią jego ilość i transportuje go następnie do głowicy. Tam ulega on podgrzaniu do odpowiedniej temperatury, uzyskując płynną formę, umożliwiającą drukowanie dowolnych modeli.
  •   Głowica – jeśli „mózgiem” drukarki 3D jest panel sterujący i płytka, to „sercem” urządzenia będzie głowica odpowiadająca za stopienie filamentu dostarczonego przez ekstruder i za przeciśnięcie go przez dyszę na zewnątrz. Głowica na swoim wyposażeniu ma radiatory i wentylatory, regulujące temperaturę rozgrzewania filamentu.
  •   Silniki krokowe – to napęd dla głowicy i ekstrudera oraz powierzchni roboczej (stołu), które są ruchomymi elementami drukarki 3D. Silnik działa na prąd i wprawia w ruch wirnik do określonej pozycji.
  •   Prowadnice – to one pozwalają na ruch ekstrudera i podłoża po wyznaczonej powierzchni roboczej.

Poszczególne elementy drukarki 3D połączone są za pośrednictwem prętów, śrub i łożysk czy prowadnic.

Części drukarek 3D w zależności od wybranej technologii wydruku

Trzeba podkreślić, że drukarki 3D drukują modele z wykorzystaniem różnych metod wydruku i filamentów, jakie do głowicy dostarcza ekstruder. W zależności od tego mogą mieć na wyposażeniu inne elementy dodane do wskazanego już zestawu. Popularnym trybem wydruku przestrzennego jest druk z plastiku FDM. Właściwie w jego przypadku nie dochodzi do zmiany w stosunku do standardowej, opisywanej już drukarki. Głowica i stół roboczy poruszają się względem płaszczyzny XY dzięki odpowiednim prowadnicom.

Kolejną technologią wydruku jest SLA, czyli druk z żywicy światłoutwardzalnej. W jego przypadku drukarka 3D SLA ma pojemnik, do którego wlewa się żywicę służącą do wydruku. W takim specjalnym pojemniku zanurzany jest stół roboczy. Poza tym drukarka ma wiązkę lasera, który odpowiada za obrys kształtu na płaszczyźnie XY i utwardzenie żywicy. Stworzenie każdej kolejnej warstwy wydruku polega na powtórzeniu tych wszystkich czynności ponownie.

Z kolei drukarki drukujące w technologii PolyJet – MJP, czyli z zastosowaniem lampy UV, muszą być właśnie w taki element wyposażone. Lampa emitująca promieniowanie UV utwardza nanoszone na stół roboczy cienkie warstwy żywicy.