Ako funguje 3D tlač a čo je to FDM, SLA, FFF, SLS?

Chcete vedieť, ako funguje 3D tlač? Aké druhy 3D tlače sú aktuálne najpoužívanejšie? Čo znamenajú jednotlivé skratky pri technológiách 3D tlače? V tomto článku sa to môžete dočítať a ešte omnoho viac.

Čo sa dočítate v tomto článku:

• Aké druhy 3D tlače poznáme.
• Základný princíp 3D tlače.
• Aké technológie ponúkame my.
• Aké sú výhody resp. nevýhody jednotlivých technológií.
• Vplýva technológia na cenu 3D tlače?

Čo je to 3D tlač?

Mnohí z nás si možno niekedy v minulosti položili túto otázku a to najmä niekoľko rokov dozadu, keď 3D tlač ako taká ešte len začínala. V súčasnosti sa slovné spojenie 3D tlač spomína čoraz častejšie a to v rôznych odvetviach priemyslu alebo už aj domácnosti.

Vo všeobecnosti platí, že 3D tlač je aditívny spôsob výroby, kedy postupným nanášaním a spájaním materiálu vo vrstvách vzniká výsledný objekt podľa predlohy v počítači. Aditívnym spôsobom výroby pridávame materiál, jedná sa vlastne o opačný proces ako ten, ktorý pri výrobe používajú napríklad obrábacie stroje, kedy je z celistvého kusu materiál postupne odoberaný.

V súčasnosti je na trhu dostupné veľké množstvo druhov resp. technológii 3D tlače. Niektoré sú používané len výnimočné a za presne definovanými účelmi, iné si našli široké spektrum užívateľov a preto sú dnes oveľa dostupnejšie. Týmto druhým sa budeme venovať aj my v našom článku. Spomenieme hlavné tie, ktoré sú najviac využívané ako v domácnostiach tak aj v priemysle.

Technológia FDM alebo aj FFF.

Fused Deposition Modeling (FDM) alebo aj FFF (Fused Filament Fabrication) je spôsob 3D tlače, kde sa používa priame nanášanie materiálu roztavením v tlačiacej hlave a nanášaním bod po bode vrstvu po vrstve. V súčasnosti tento spôsob najčastejšie označujeme skratkou FDM. Ako materiál sa najčastejšie používa tlačová struna v praxi označovaná ako filament. Ten je v zásobníku 3D tlačiarne uložený na cievke, z ktorej si tlačiareň materiál postupne odmotáva. Viac o materiáloch pre FDM tlač sa môžete dočítať v tomto článku. Tlačová hlava 3D tlačiarne potom vrstvu po vrstve tlačí fyzický 3D model, ktorý jej bol dodaný v digitálnej predlohe.

Filament prechádza takzvaným extruderom, ktorý ho roztaví a postupne nanáša na podložku. Postupným nanášaním po vrstvách vzniká 3D výtlačok. FDM/FFF technológia 3D tlače je najlacnejšou technológiou 3D tlače, čo je hlavný dôvod, prečo je tak veľmi rozšírená.

Nevýhodou tejto technológie je dlhý čas tlačenia, široký rozptyl kvality tlače, ktorá je závislá na modeli tlačiarne aj použitom materiáli. V súčasnosti sú však na trhu veľmi kvalitné FDM tlačiarne a materiály, pomocou ktorých sa dá zabezpečiť veľmi vysoká kvalita tlače. Nevýhodou môže byť aj nutnosť používania podporných vrstiev hlavne v častiach previsov.

SLA

Stereo litografia (SLA) je prvou patentovanou technológiou 3D tlače. K vytváraniu objektov využíva UV lúč, ktorý stvrdzuje polymérovú živicu do požadovaného tvaru. Na rozdiel od FDM 3D tlače, sa na tvorbu nevyužíva termoplast čiže tuhý materiál, ale tekuté polymérne živice. Zameraním lasera na určité miesto vznikne vrstva čiastočne vytvrdeného polyméru. Na túto vrstvu sa nanášajú ďalšie vrstvy. V praxi to vyzerá ako keby sa samotný objekty „vyťahoval“ z tekutiny. Po dokončení tlače sa tekutý materiál odstráni a výsledný produkt je veľmi hladký a presný.

Tento spôsob 3D tlače sa využíva hlavne na veľmi malé objekty, kde požadujeme vysokú presnosť resp. vysoké detaily modelu, napr. miniatúry sôch alebo modelov.

Nevýhodou je ale pomalá rýchlosť tlače a problematická tlač vertikálnych štruktúr. Pomalá rýchlosť tlače priamo negatívne vplýva na výslednú cenu modelu. Preto sa využíva len v špecifických prípadoch.

SLS

Ďalšou technológiou je technológia SLS (Selective Laser Sintering). U tejto technológie, ktorá je podobná SLA, sú využívané práškové materiály (plast, kov a keramické prášky), ktoré sú natavované presnejšie povedané spekané laserovým lúčom. Niekedy je táto technológia označovaná tiež ako laserové sintrovanie.

Laser vytvrdzuje požadovaný tvar objektu do materiálu vo forme pevného prachu, ktorý je umiestnený na tlačovej doske. Po stvrdnutí jednej vrstvy stroj nanesie ďalšiu tenkú vrstvu prachu a tú laser znova vytvrdí. Výtlačok je po dokončení potrebné doslova vyhrabať z prachu a opatrne ho očistiť. Výsledkom sú veľmi presné a odolné výtlačky. Tlačiarne fungujúce na princípe laserového sintrovania sú profesionálne stroje, ktoré nachádzajú využitie v oblasti priemyselnej výroby a výroby prototypov k funkčnému testovaniu. Základným rozdielom je, že výsledné materiály už nemusia byť z plastu ale môžu byť priamo z kovov alebo iných pevných materiálov ako napr. keramika.

Jedná so veľmi nákladnú technológiu, ktorú používajú hlavne veľké firmy, ktoré nehľadajú kompromisy ale požadujú tú najvyššiu kvalitu.

Záver

Najčastejšie technológie 3D tlače sú FDM a SLA. Práve tieto metódy ponúkajú výhodný pomer ceny a kvality pre bežných zákazníkov ako z priemyslu, tak aj z domácnosti. Pomocou týchto dvoch metód viete vytlačiť presné modely s vhodnými mechanickými vlastnosťami.

Tieto dve technológie ponúkame aj my naším zákazníkom. Máme s nimi bohaté skúsenosti a výtlačky sú overené v dlhoročnej praxi. Ak si neviete vybrať tu správnu technológiu pre Váš projekt, neváhajte nás kontaktovať.