3D tlačiarne využívajú celý rad technológií. Trojrozmerné objekty vytvárajú z podstatne odlišných materiálov – napríklad plast a kov – takže sa musia líšiť napríklad rozdielmi v teplotách, ktoré potrebujú pri spracovaní vyvinúť. Líšia sa aj svojou konštrukciou, spôsobom vytvrdzovania alebo spekania, presnosťou a cenou.
3D tlačiarne spracovávajúce kovy dokážu podľa vhodného modelu vytvoriť náhradné diely do vozidiel-veteránov. Protézy z biokompatibilných polymérov vytvorené 3D tlačiarňami nahrádzajú poškodené ľudské kĺby. Na použitý materiál nesmie byť organizmus pacienta alergický. Na druhej strane, na figúrky, zábavné predmety, či prívesky na kľúče stačia aj najjednoduchšie technológie a lacné materiály.
Škála všetkých typov a komponentov 3D tlače je obrovská. Ide o jednu z najmodernejších technológií, takže neustále vznikajú ďalšie. V tejto časti uvedieme iba najbežnejšie z nich, predovšetkým tie, ktoré sú vhodné do školy alebo domácej dielne.
Domáce a školské tlačiarne – FDM
Technológia FDM (Fused Deposition Modeling) pracuje s plastovým vláknom (filamentom), ktoré sa roztaví a cez ústie trysky sa ukladá vo vrstvách. Filament je navinutý na kotúči. Extrudér si ho podľa potreby priťahuje a filament sa následne taví. Pohybový mechanizmus zabezpečuje pohyb tlačovej hlavy ponad základovou plochou (tlačovou podložkou), resp. tesne nad predchádzajúcou vrstvou. Ukladaný plast vytvára výškový rozmer objektu vrstvu po vrstve. Postup je pomerne pomalý. Preto je táto metóda vhodná najmä na vytváranie menších objektov.
Väčšina 3D tlačiarní využívajúcich technológiu FDM je priestorovo nenáročná. Typické rozmery tlačiarní určených pre školy a domácnosti sú (orientačne) 50 cm x 50 cm x 50 cm. Vďaka tomu sa tlačiareň ľahko zmestí na každý pracovný stôl.
FDM tlačiarne sú cenovo dostupné a vhodné pre začiatočníkov. Pri kúpe myslite na to, či 3D tlačiareň budete využívať pravidelne. Ak nie, existujú firmy, ktoré z STL súboru objekt na požiadanie vytlačia.
Čas tlače sa dá skrátiť správnym nastavením výplne. Tlačiareň dokáže vytvárať objekty s rôznou mierou vnútornej výplne. Nie je nevyhnutné vytvárať objekty ako plné z pôvodného filamentu. Podiel materiálu a vzduchovej výplne sa dá nastaviť. Ak považujeme plný objekt za „100 %“, na málo namáhané objekty stačí podiel 15 %. Vďaka tomu je aj výsledný objekt ľahší. Neodporúča sa to pri objektoch, ktoré budú podliehať námahe, ako napríklad držiaky poličiek či nohy nábytku. Pri úvahách o tom, do akej miery treba podiel materiálu meniť, sa riaďte jeho predpokladaným využitím.
Tlač s vyšším rozlíšením – SLA / DLP
SLA technológia (stereolitografia) používa najčastejšie kvapalnú fotopolymérnu živicu, ktorá sa vytvrdzuje UV svetlom. Umožňuje veľmi detailnú tlač, ale vyžaduje zvýšenú opatrnosť pri manipulácii. Má niekoľko nevýhod oproti tlačiarňam postavených na FDM technológii: výrazne vyššia cena, riziko vzniku jedovatých splodín počas tlače, zvýšené nároky na bezpečnosť pri práci. Z uvedených dôvodov sú SLA tlačiarne vhodné predovšetkým pre malé firmy, resp. kutilov, ktorí ich budú profesionálne využívať a zaistia si návratnosť investície.
Výsledné produkty sú presné, vodotesné a pevné. Patria sem napríklad zdravotné protézy a všetky predmety unikátnej a/alebo malosériovej výroby ako prototypy.
Priemyselné technológie
Technológie ako SLS, SLM alebo DMLS pracujú s práškovými materiálmi (nylon, kov) a využívajú laser na spekanie alebo tavenie. Používajú sa najmä v priemysle. Cenovo sú ešte náročnejšie, ale vznikajúce objekty môžu byť rozmerovo oveľa väčšie ako pri predchádzajúcich typoch.
Bezpečnosť práce s 3D tlačiarňami
Pri práci s niektorými 3D tlačiarňami vzniká vysoká teplota alebo jedovaté splodiny. Takéto tlačiarne si vyžadujú uzatvorené, chránené prostredie, so zabezpečenou cirkuláciou vzduchu. Neplatí to pre všetky tlačiarne – ukážku ste mohli vidieť pri stavbe domu prostredníctvom 3D tlače. Pri bežných školských FDM tlačiarňach odporúčame počas tlače vetrať.
Otázky na premýšľanie
- Prečo sú FDM tlačiarne najrozšírenejšie v školách?
- V akých situáciách by ste uprednostnili SLA tlač?
- Aký typ tlačiarne by ste zvolili na výrobu náhradnej plastovej súčiastky?