Forgalomból kikerült papírpénz.  A bankjegyek története Oroszországban.  Hogyan hal meg a pénz

Forgalomból kikerült papírpénz. A bankjegyek története Oroszországban. Hogyan hal meg a pénz

Korábban már elmondtuk, hogy nagyon sok 3D nyomtatási technológia létezik, és rendszeresen megjelennek újak, vagy a már ismertek módosításai, ezért nem próbáljuk meg felvállalni a mérhetetlenséget, és csak a legérdekesebb és legáltalánosabbakról mesélünk részletesebben. .

Kezdjük természetesen a sztereolitográfiával, amely történelmileg a legelső volt.

Sztereolitográfia (StereoLithography Apparatus, SLA)

A kiindulási termék egy folyékony fotopolimer, amelyhez speciális keményítőt adnak, és ez a keverék hasonlít a jól ismert epoxigyantához, csak normál állapotában marad folyékony, és ultraibolya lézer hatására polimerizálódik és megszilárdul.

Természetesen a lézer nem tudja azonnal a teljes modellt a polimer vastagságában létrehozni, és csak vékony rétegekben lehet egymás utáni építésről beszélni. Ezért lyukakkal ellátott mozgatható szubsztrátumot használnak, amelyet mikrolift-lift segítségével egy réteg vastagságban a fotopolimerbe merítenek, majd a lézersugár megvilágítja a kikeményítendő területeket, a hordozót további vastagságban bemerítik. egy réteg, a lézer újra működik, és így tovább.

Nem mentes a jelentős nehézségektől. Először is, a fotopolimerrel szemben támasztott követelmények meglehetősen ellentmondásosak: ha vastag, akkor könnyebben polimerizálható, de nehezebb biztosítani a sima felületet minden egyes bemerítési lépés után; speciális vonalzót kell használnia, amely minden lépésnél áthalad a folyadék felszínén és szintezi azt. Nagy mennyiségű keményítő fix lézerteljesítmény mellett lerövidíti a szükséges expozíciós időt, azonban az elkerülhetetlen háttérvilágítás „elrontja” a polimer környező térfogatát, és csökkenti a lehetséges felhasználási időt.

Másodszor, az egyes rétegek teljes polimerizációja sok időt vesz igénybe, így a megvilágítás olyan szintre történik, amelynél a réteg csak a minimálisan szükséges szilárdságot éri el, majd ezt követően a kész modellt, amelyet előzőleg lemostak a folyékony polimert, erős forrással kell besugározni egy speciális kamrában, hogy a polimerizáció elérje a 100%-ot.

A technológia előnyei nyilvánvalóak:

  • nagyon magas nyomtatási felbontást érhet el, azaz jó pontosságot érhet el a modellek gyártása során, ami vertikálisan elsősorban a platformot bemerítő lift képességeitől függ, és általában 100 mikronos, a legjobb készülékeknél pedig még ennél is kevesebb, max. 25-50 mikron; vízszintesen a pontosságot a lézersugár fókuszálása határozza meg, a 200 mikronos „folt” átmérő meglehetősen reális; ennek megfelelően a felület minősége még további feldolgozás nélkül is magas;
  • nagyon nagy modelleket kaphat, legfeljebb 150 × 75 × 55 cm méretű és 150 kg súlyú;
  • a kapott minták mechanikai szilárdsága meglehetősen magas, akár 100 °C-os hőmérsékletet is elviselnek;
  • nagyon kevés korlátozás vonatkozik a modell összetettségére és a benne lévő kis elemek jelenlétére;
  • kis mennyiségű hulladék;
  • könnyű befejezni, ha van ilyen.
  • korlátozott anyagválaszték a modellek gyártásához;
  • a színes nyomtatás lehetetlensége és a különböző anyagok kombinálása egy ciklusban;
  • alacsony nyomtatási sebesség, legfeljebb 10-20 milliméter per óra függőlegesen;
  • nagyon nagy méretek és tömeg: például az egyik 3D Systems ProX 950 SLA eszköz 2,4 tonnát nyom, 2,2 × 1,6 × 2,26 méteres méretekkel.

Bár említettük a fogyóeszközök korlátozott választékát, még mindig van választék, és különböző tulajdonságokkal rendelkező modelleket kaphat: fokozott hőállóságú, rugalmas, nagy kopásállóságú. Igaz, a színek rosszabbak: nagyon korlátozott számban kapható, köztük fehér, szürke és áttetsző is.

De a fő hátránya mind maguknak a nyomtatóknak (több százezer dollár), mind a fogyóeszközöknek (két-háromezer dollár egy 10 kilogrammos patronért) magas ára, így nincsenek sorozatgyártású SLA-készülékek.

Szelektív lézeres szinterezés (SLS)

Ez a módszer az SLA-val nagyjából egy időben jelent meg, sőt sok közös van benne, csak folyadék helyett 50-100 mikron részecskeátmérőjű port használnak, vízszintes síkban vékony egyenletes rétegekben elosztva, majd a lézersugár szintereli a kikeményítendő területeket a modell ezen rétegén.

A kiindulási anyagok nagyon különbözőek lehetnek: fém, műanyag, kerámia, üveg, öntödei viasz. A port felhordják és a munkaasztal felületére egy speciális hengerrel egyengetik, amely eltávolítja a felesleges port a hátramenet során. Ezután egy erős lézer működik, szinterezi a részecskéket egymással és az előző réteggel, majd az asztalt egy réteg magasságával megegyező mértékben leengedik. A szinterezéshez szükséges lézerteljesítmény csökkentése érdekében a munkakamrában lévő port majdnem olvadási hőmérsékletre előmelegítik, maga a lézer pedig impulzus üzemmódban működik, mivel a szinterezésnél fontosabb a csúcsteljesítmény, mint az expozíció időtartama.

A részecskék teljesen vagy részben megolvadhatnak (a felület felett). A megszilárdult rétegek körül visszamaradt sületlen por támaszként szolgál a modell kilógó elemeinek kialakításához, így nincs szükség speciális tartószerkezetek kialakítására. De a folyamat végén ezt a port el kell távolítani mind a kamrából, különösen, ha a következő modell más anyagból készül, és egy már elkészített modell üregeiből is, amit csak azután lehet megtenni. lehűlt.

Gyakran van szükség simításra, például polírozásra, mert a felület lehet érdes vagy látható lamináltság. Ezenkívül az anyagot nemcsak tisztán, hanem polimerrel keverve vagy polimerrel bevont részecskék formájában is fel lehet használni, amelyek maradványait speciális kemencében történő elégetéssel kell eltávolítani. Fémeknél a keletkező üregeket egyidejűleg bronzzal töltik ki.

Mivel a szinterezéshez szükséges magas hőmérsékletről beszélünk, a folyamat alacsony oxigéntartalmú nitrogénatmoszférában megy végbe. Fémekkel végzett munka során az oxidációt is megakadályozza.

A kereskedelemben kapható SLS egységek lehetővé teszik, hogy meglehetősen nagy, akár 55×55×75 cm-es tárgyakkal dolgozzon.

Maguk az egységek méretei és súlya, valamint az SLA meglehetősen lenyűgöző. Így a képen látható Formiga P100 készülék, a legyártott modellek meglehetősen szerény méreteivel (munkafelület 20 × 25 × 33 cm), 1,32 × 1,07 × 2,2 m méretű, 600 kg tömegű, és ez nem figyelembe véve az olyan lehetőségeket, mint a porkeverő egységek és a tisztító-szűrő rendszerek. Ráadásul a P100 csak műanyagokkal (poliamid, polisztirol) használható.

A technológiai lehetőségek a következők:

  1. Szelektív lézerolvadás (SLM), amely tiszta fémekkel való megmunkálásra szolgál, polimer szennyeződések nélkül, és lehetővé teszi a kész minta elkészítését egy lépésben.
  2. Elektronsugaras olvadás (EBM) elektronsugár használata lézer helyett; ehhez a technológiához vákuumkamrában kell dolgozni, de még olyan fémek is használhatók, mint a titán.

Vannak olyan nevek is, mint pl Közvetlen fémgyártás (DMF), valamint Közvetlen gyártás.

A 3D Systems által gyártott SPRO 250 Direct Metal nyomtató, amely a nevének megfelelően SLM technológiával képes fémekkel dolgozni, 25 × 24 × 32 cm-es munkakamrával 1,7 × 0,8 × 2 méteres és súlyú. 1225 kg. A bejelentett sebesség 5-20 köbcentiméter óránként, és arra lehet következtetni, hogy egy pohár térfogatú modell legalább 10 órán keresztül készül.

  • felhasználásra alkalmas anyagok széles választéka;
  • lehetővé teszi nagyon összetett modellek létrehozását;
  • a sebesség átlagosan magasabb, mint az SLA-é, és függőlegesen elérheti a 30-40 mm-t óránként;
  • nem csak prototípusok készítésére, hanem kisüzemi gyártásra is használható, beleértve az ékszereket is;
  • erős lézerre és zárt kamrára van szükség, amelyben alacsony oxigéntartalmú környezet jön létre;
  • kisebb maximális felbontás, mint az SLA: minimális rétegvastagság 0,1–0,15 mm (anyagtól függően valamivel kisebb is lehet, mint 0,1 mm); vízszintesen, mint az SLA-ban, a pontosságot a lézersugár fókuszálása határozza meg;
  • hosszú előkészítő szakasz szükséges a por felmelegítéséhez, majd meg kell várni, amíg a minta lehűl, hogy eltávolíthassa a maradék port;
  • a legtöbb esetben kikészítésre van szükség.

Az SLS-telepítések ára még az SLA-nál is magasabb, és elérheti a dollármilliókat is. Megjegyezzük azonban, hogy 2014 februárjában az SLS technológia szabadalmai lejártak, így előre jelezhető az ilyen berendezéseket kínáló cégek számának növekedése, és ennek megfelelően észrevehető árcsökkenés. Ennek ellenére nem valószínű, hogy az elkövetkező években olyan jelentős mértékben csökkennének az árak, hogy az SLS-nyomtatás akár a kisvállalkozások számára is elérhetővé váljon, nem beszélve a magánszféra iránt érdeklődőknek.

Mivel az anyagok nagyon változatosak, tájékoztató árakat nem adunk.

Multi-jet modellezés módszere (Multi Jet Modeling, MJM)

Az ezen a technológián alapuló nyomtatókat a 3D Systems gyártja. A szabadalmi korlátozások miatt vannak más nyomtatógyártók által használt nevek is: PolyJet(Photopolymer Jetting, Stratasys), DODJet(Drop-On-Demand Jet, Solidscape). A különbségek persze nem csak az elnevezésekben vannak, de az alapelvek is hasonlóak.

Az eljárás nagyon hasonlít a hagyományos tintasugaras nyomtatáshoz: az anyagot a nyomtatófejen sorokba rendezett kis átmérőjű fúvókákon keresztül vezetik be. A fúvókák száma néhány darabtól több százig terjedhet. Természetesen az anyag szobahőmérsékleten nem folyékony: először olvadáspontra hevítik (általában nem túl magasra), majd betáplálják a szerszámba, rétegesen felhordják és megkeményedik. A rétegek kialakítása a fej vízszintes síkban történő mozgatásával történik, a következő rétegre való átmenet során a függőleges elmozdulást pedig az előző esetekhez hasonlóan az asztal leengedésével biztosítjuk. A DODJet változat egy rétegfeldolgozási lépést ad hozzá egy marófejjel.

Az MJM nyomtatók anyagaként műanyagokat, fotopolimereket, speciális viaszt, valamint orvosi implantátumokhoz, fogászati ​​gipszekhez és protézisekhez használnak. Különböző anyagok kombinációja is lehetséges: az előző két technológiától eltérően a nagy szögben kiálló modellelemeknél vagy vízszintes hidaknál a megereszkedés elkerülése érdekében tartószerkezetek alkalmazása szükséges, amelyeket a befejezés során el kell távolítani. Annak érdekében, hogy ezt ne kézzel végezze, használhat a támasztékokhoz alacsonyabb olvadáspontú anyagot, mint a tényleges modellnél, majd távolítsa el egy speciális kemencében történő olvasztással. Egy másik lehetőség a támasztékokhoz olyan anyag használata, amelyet speciális oldatban, néha egyszerűen vízben való feloldással távolítanak el.

A fotopolimer használata, akárcsak a sztereolitográfia esetében, ultraibolya fénnyel történő kikeményítést igényel, ezért a nyomtatott réteget UV-lámpával tesszük ki. A viasz megkeményedik, ha természetesen lehűl. Természetesen a viaszmodellek nem különösebben tartósak, de nagyon könnyen használhatók az öntőformák gyártásához.

A hagyományos tintasugaras nyomtatáshoz hasonlóan a különböző színű anyagok használata lehetővé teszi többszínű modellek készítését egy ciklusban, az alapszínek keverése pedig sok árnyalat elérését teszi lehetővé. Ezenkívül különböző tulajdonságokkal rendelkező anyagok kombinálhatók egy modellben - például kemény és rugalmas.

Térjünk át a példákra.

A kompakt Solidscape 3Z max nyomtató saját 56x50x42 cm-es méreteivel és 34 kg tömegével akár 152x152x101 mm méretű modellek készítését teszi lehetővé, 5000x5000 dpi (197x197 pont/mm) felbontást biztosítva az X, Y mentén. a Z tengelyen pedig 8000 dpi (158 pont/mm), az ára 50.000 körül van, de a 3Z vonalból is vannak olcsóbb modellek.


Kétféle viaszt használnak ezekben a nyomtatókban: egy tűzállóbbat (95–115°С) a tényleges modellekhez, és egy alacsony olvadáspontú (50–72°С) a tartószerkezetekhez, amelyeket aztán alacsony hőmérsékleten eltávolítanak. speciális megoldás.


Hozzávetőleges költség: viasz 3Z LabCast modellekhez - 260–270 USD 360 g-hoz, tartó viasz 230 g-hoz 200–210 USD Mint látható, az ilyen fogyóeszközök nem minősíthetők túl olcsónak.

  • nagyon kis rétegvastagság (16 mikrontól) és felületépítési felbontás (akár 8000 dpi) érhető el;
  • többszínű nyomtatás lehetősége és különböző tulajdonságokkal rendelkező anyagok kombinációja;
  • A nyomtatók meglehetősen kompaktak lehetnek, különösen az előző két technológiához képest.
  • túlnyúló vagy vízszintesen kiálló elemekkel rendelkező modelleknél támasztékokra van szükség, amelyeket ilyen vagy olyan módon el kell távolítani;
  • korlátozott anyagválaszték a munkához.

Fóliák rétegenkénti beillesztése (Laminated Object Manufacturing, LOM)

A vékony anyaglapokat lézersugárral vagy speciális pengével vágják, majd így vagy úgy összekapcsolják egymással. Nemcsak műanyagból, de akár papírból, kerámiából vagy fémből is lehet 3D-s modelleket készíteni.

Mivel sokféle modell létezik, vegyünk egy nagyon tipikus példát – a Mcor IRIS színes 3D nyomtatót, amelyet a Mcor Technologies mutatott be a 2013-as SolidWorks World kiállításon. A leggyakoribb A4-es vagy Letter papírlapokat használja, 160 g / sűrűségű / m² anyagként, amelyeket a kívánt színre festenek. A nyomtatási felbontás 5760×1440×508 dpi, a létrehozott objektumok maximális mérete pedig 256×169×150 mm. Ez teljes színes nyomtatást biztosít több mint egymillió szín átvitelével.

A képen egy 3D nyomtató látható egy állványon; maga a nyomtató mérete 95 × 70 × 80 cm, súlya 160 kg. Egy 116 x 72 x 94 cm-es és további 150 kg-os állvány egy színes 2D nyomtatót rejt.

A modell létrehozása több lépésben történik: először egy csomag papírt töltenek be egy 2D nyomtatóba, és mindegyik lapra színesben nyomtatják a kívánt réteget.


Ezután a kinyomtatott lapokat a kezelő átviszi egy 3D nyomtatóba, ahol egy speciális pengével mindegyiken vágást készítenek a nyomtatott kép szegélye mentén, majd a lapokat összeragasztják. A harmadik szakaszban a kezelő kézzel eltávolítja a felesleges, képet nem tartalmazó papírt, ami bonyolult modelleknél sok időt vehet igénybe.

Amint már megértette, a munkafolyamat során meglehetősen sok hulladék keletkezik: ha a modell adott részének mérete sokkal kisebb, mint az A4 vagy Letter, akkor a lap többi része a kukába kerül; szorozd meg a szakaszok számával, és képzeld el, mennyi papírt dobnak ki.

A modellek nagyon lenyűgözőek és meglehetősen tartósak, költségük pedig olcsónak tűnik - a papír olcsó!

De szükség van ragasztóra is a rétegek összekapcsolásához (kb. 70 USD 600 ml-hez), valamint festékpatronokra a szabványos CMYK színekhez (kb. 700 USD 4 db 320 ml-es patronért vagy 195 USD patrononként külön-külön), ami a gyártó szerint , átlagosan 48 modellhez elegendő. Kiderül, hogy nem is olyan olcsó, és maga a készülék ára még lenyűgözőbb: Nyugaton 47 600 dollártól emlegetik az árakat, az orosz piacon pedig kétmillió rubeltől indulnak az ajánlatok.

A papírlap vastagságával megegyező rétegvastagságnak is van egy természetes korlátja. Ez nagyon észrevehető a következő modellen:


Az Mcor IRIS példáján felsoroljuk a főbb előnyöket és hátrányokat, amelyek közül sok más LOM technológián alapuló nyomtatóban is megtalálható.

  • a nagy felbontású színes nyomtatás lehetősége az X és Y tengely mentén;
  • a fő fogyóanyag - papír - elérhetősége és relatív olcsósága;
  • meglehetősen nagy modelleket hozhat létre;
  • a túlnyúló vagy vízszintesen kiálló elemekkel rendelkező modelleknél nem szükséges tartószerkezetek kialakítása.
  • rendkívül korlátozott anyagkészlet a modellek létrehozásához (Mcor IRIS-ben - csak papír), és ebből következően a létrehozott minták szilárdsági és egyéb tulajdonságaira vonatkozó korlátozások;
  • a réteg vastagsága teljes mértékben függ a felhasznált lemezanyag vastagságától, ezért a modell néha durvának bizonyul, és a simításhoz való megmunkálás nem mindig lehetséges, mivel ez rétegvesztéshez vezethet;
  • jelentős mennyiségű hulladék jelenléte, és ha a modell vízszintes vetületei sokkal kisebbek, mint az A4-es / Letter lap, akkor sok a hulladék; ez elkerülhető több kis minta egyidejű előállításával;
  • kikészítés mindig szükséges, ami a felesleges anyag eltávolításával jár, ez a modell tulajdonságaitól függően csak könnyebb vagy nehezebb lehet; sőt, ha a modell korlátozott hozzáférésű üregekkel rendelkezik, akkor előfordulhat, hogy egyszerűen lehetetlen eltávolítani belőlük a felesleget.

Mivel már említettük a színes nyomtatást, amely bár LOM technológiában valósult meg, de még mindig a hagyományos 2D nyomtatáson alapul, nem lehet nem beszélni a gipszkompozitból történő háromdimenziós nyomtatásról.

3D nyomtatás (3DP, 3D nyomtatás)

Az SLS-hez hasonlóan a leendő objektum alapja egy por (gipszkompozit), csak azt nem szinterelik, hanem kötőanyag bejuttatásával rétegenként összeragasztják.

A modell következő rétegének a munkaasztal teljes felületére történő felépítéséhez egy port hordunk fel és hengerrel elsimítjuk, amelybe egy tintasugaras nyomtatófejjel folyékony ragasztót fecskendezünk, az adott alaknak megfelelően. szakasza a modellnek. Apropó: szó esik arról, hogy a fejeket a Hewlett-Packard fejleszti. Ezután a már elkészített rétegekkel ellátott asztalt leengedjük, és a folyamatot a szükséges számú alkalommal megismételjük, majd a végén felmelegítjük, hogy felgyorsítsuk a ragasztó száradását. Ezt követően a megkötetlenül maradó felesleges port eltávolítják: többnyire automatikusan, visszakerülve a garatba a későbbi munkákhoz, illetve nehezen elérhető helyekről - légárammal (a tisztítóállomás drága modellekbe építhető) vagy egy kefe.

De a kapott modellben pórusok maradnak - a por részecskéi közötti tér és a felület durvának bizonyul. A kívánt tulajdonságok (simaság, szilárdság, alacsony higroszkóposság) eléréséhez speciális rögzítőanyaggal kell kezelni. Ez lehet Epsom sóoldat (magnézium-szulfát-heptahidrát), viasz, paraffin, cianoakrilátok és epoxigyanta; ezek egy része egyszerű szórással vagy mártással alkalmazható, míg mások speciális állomásokat használnak.

Honnan jön a színes nyomtatás, ha a por ugyanaz? És ez nagyon egyszerű: festékeket visznek be a kötőanyagba, és keverésükkel 64-390 000 árnyalatot kaphat. Sőt, bizonyos típusú fixálószerek nagyon világossá teszik a színeket.

Ezt a módszert alkalmazzák a ZCorporation által gyártott ZPrinter sorozatban, amelyet 2011-ben a 3D Systems magába szívott, ezt követően a sorozatot ProJet néven és némileg eltérő megjelenésűnek nevezték. A sorozatban színes és monokróm nyomtatók is megtalálhatók, akár 508×381×229 mm-es munkakamra-mérettel. A rétegvastagság 0,089 és 0,125 mm közötti lépésekben állítható, a működési sebesség pedig elérheti a 2700 cm³/h-t.

A sorozat junior modelljét, a ProJet 160 nyomtatót (ZPrinter 150) Oroszországban több mint 700 ezer rubel áron értékesítik, munkakamrája 236 × 185 × 127 mm, az egyetlen lehetséges rétegvastagság 0,1 mm. A készülék mérete 740×790×1400 mm, tömege 165 kg.

A készülék által biztosított felbontás 300 dpi X-ben, 450 dpi Y-ben és 250 dpi (azaz 0,1 mm) Z-ben. A nyomtatófej 304 fúvókával rendelkezik, a sebesség pedig 870 cm³/óra. Mivel fehér kompozit vakolatanyagot használnak, a modellek is fehérek; Színes nyomtatás nem elérhető. Egy nyolc kilogrammos vödör por körülbelül 1000 dollárba kerül, egy 2×1 literes átlátszó kötőfolyadék készlet 600 dollárba kerül.

A sorozat legolcsóbb színes nyomtatója, a ProJet 260C (ZPrinter 250) körülbelül 1,2-1,3 millió rubelbe kerül. Paraméterei nagyjából megegyeznek a ProJet 160-éval, az elérhető színek száma pedig 64-re korlátozódik. A színes nyomtatók közül a legfiatalabb, a ProJet 460Plus (ZPrinter 450) ára közel kétszerese.

  • lehetővé teszi nagyon összetett modellek létrehozását tartószerkezetek nélkül;
  • nagy felbontású színes nyomtatás.
  • rendkívül korlátozott számú felhasználásra alkalmas anyag;
  • bizonyos esetekben simításra van szükség, különösen akkor, ha az érdes felület nem tolerálható;
  • a kapott minták alacsony szilárdsága még rögzítőanyaggal történő kezelés után is.

Most térjünk át a közelmúltban legelterjedtebb technológiára, és tekintsük meg részletesebben, mivel a következő áttekintésekben az ezen a technológián alapuló nyomtatókkal fogunk foglalkozni.

Réteges leválasztás (Fusing Deposition Modeling, FDM)

Mint minden más általunk áttekintett technológia esetében, az FDM-nyomtatás során a modell rétegről rétegre jön létre. A következő réteg előállításához a hőre lágyuló anyagot a nyomtatófejben félig folyékony állapotba hevítik, és egy kis átmérőjű lyukkal ellátott fúvókán keresztül szál formájában préselik ki, leülepedve az asztal felületén (elsőre réteg) vagy az előző rétegen, azzal kapcsolódva. A fej vízszintes síkban mozog, és fokozatosan "megrajzolja" a kívánt réteget - a körvonalakat és a köztük lévő kitöltést, majd függőleges mozgás következik be (leggyakrabban az asztal leengedésével, de vannak olyan modellek, amelyekben a fej felemelkedik) a vastagságával. a réteget és a folyamatot addig ismételjük, amíg a modell nem épül fel teljesen.

Fogyóeszközként leggyakrabban különféle műanyagokat használnak, bár vannak olyan modellek is, amelyek lehetővé teszik más anyagokkal való munkát - ónnal, alacsony olvadáspontú fémötvözetekkel és még csokoládéval is.

Ennek a technikának a hátrányai nyilvánvalóak:

  • alacsony munkasebesség (de valójában más technológiák sem büszkélkedhetnek túl nagy sebességgel: a nagy és összetett modellek felépítése sok órát, sőt több tíz órát igényel);
  • alacsony felbontás mind vízszintesen, mind függőlegesen, ami többé-kevésbé észrevehető rétegződéshez vezet a gyártott modell felületén;
  • problémák a modell asztalon történő rögzítésével (az első rétegnek hozzá kell tapadnia a platform felületéhez, de úgy, hogy a kész modell eltávolítható legyen); különféle módokon próbálják megoldani őket - az asztal melegítésével, különféle bevonatokkal, de lehetetlen teljesen és mindig elkerülni;
  • a túlnyúló elemek tartószerkezetek kialakítását igénylik, amelyeket utólag el kell távolítani, de egyes modellek ennek tudatában sem készülhetnek el FDM nyomtatón egy ciklusban, hanem részekre kell bontani, majd ragasztással ill. másképp.

Így nagyon nagyszámú FDM minta esetében többé-kevésbé bonyolult, nehezen vagy egyáltalán nem gépesíthető felületre lesz szükség, ezért többnyire kézzel történik.

Vannak kevésbé nyilvánvaló hátrányai is, például az erő függése az erő kifejtésének irányától. Tehát a rétegek elrendezésére merőleges irányú összenyomáshoz elég erős mintát lehet készíteni, de csavaráshoz sokkal kevésbé lesz erős: a rétegek határa mentén szakadás lehetséges.

Egy másik pont bizonyos mértékig minden fűtéssel kapcsolatos technológia velejárója: ez a hőzsugorodás, amely a minta méretének megváltozásához vezet lehűlés után. Természetesen itt sok múlik a felhasznált anyag tulajdonságain, de néha még néhány tized százalékos változást sem lehet összeegyeztetni.

Továbbá: a technológia csak első pillantásra tűnhet pazarlónak. És nem csak az összetett modellek tartószerkezeteiről van szó, sok műanyagot pazarol el még egy tapasztalt kezelő is, amikor az adott modellhez optimális nyomtatási módot választ.

Miért lett olyan sok probléma mellett ez a technológia olyan népszerű?

A fő és meghatározó ok mind maguknak a nyomtatóknak, mind a hozzájuk tartozó fogyóeszközöknek az ára. Az FDM nyomtatók „tömegekhez” eljuttatásának folyamatában az első fontos lendület a szabadalmak 2009-es lejárata volt, aminek következtében öt év alatt több mint egy nagyságrenddel csökkentek az ilyen nyomtatók árai, ill. ha a szélsőségeket (2009 előtt a legdrágább, ma a legolcsóbbat) vesszük, akkor két nagyságrenddel: a legolcsóbb kínai gyártású nyomtatók ára ma már csak 300-400 dollár - azonban nagy valószínűséggel azonnal a vevő lesz. csalódott bennük. A tisztességesebb belépő szintű nyomtatók ára ma már megközelíti az 1200-1500 dollárt.

A második fontos tényező a projekt megjelenése volt újrakészít, vagy a Replicating Rapid Prototyper egy önreplikáló gyors prototípus-készítő motor. Az önreprodukció egy másik hasonló nyomtató alkatrészeinek gyártását jelenti egy már elkészített nyomtatón - természetesen nem az összeset, hanem csak azokat, amelyeket ennek a technológiának a keretében lehet létrehozni, minden mást meg kell vásárolni. És ez nem volt öncél a projekt számára: a fő feladat az volt, hogy a legolcsóbb nyomtatómodelleket készítsék el, amelyek még a pénzfelesleggel nem terhelt, de a 3D nyomtatásban is kipróbálni vágyó magánrajongók számára elérhetőek. Ráadásul korántsem minden, a RepRap-on belül létrehozott prototípus volt és nem is reprodukálja önmagát (a részletek bármely észrevehető részén).

Nem foglalkozunk a RepRap projekt kialakulásának szakaszainak részletes leírásával, az olyan prototípusok előnyeinek és hátrányainak elemzésével, mint Darwin, Mendel, Prusa Mendel, Huxley. A téma túl tág ahhoz, hogy ebben az áttekintésben lefedjük, és ezeket a neveket csak kulcsszavakként adjuk meg az interneten nagyon bőséges információkereséshez.

Természetesen az így elkészített nyomtatók legtöbbször még az FDM technológia keretein belül sem tökéletesek, de minimális anyagi ráfordítással lehetővé teszik egy teljesen működőképes készülék létrehozását. Megjegyzendő: ma már egyáltalán nem szükséges egy nyomtató gazdáját keresni az esetleges részletek kinyomtatásához, a többit keresve rohangálni a boltokban; komplett készleteket kínálunk a nyomtató önálló összeszereléséhez, az úgynevezett barkácskészleteket (a „Do It Yourself”-ből - csináld magad), amelyek segítségével sokat spórolhatsz, elkerülheted a felesleges rohangálást és szóváltást, ráadásul részletes összeszerelési útmutatót tartalmaz. De van hely azoknak, akik nem akarnak bezárkózni a kész tervek keretei közé, és szeretnének valami sajátost hozzátenni hozzá: rengeteg ajánlat van az ilyen nyomtatókhoz tartozó egyedi alkatrészekre.

A RepRap projekt fejlesztésének másik pozitív oldala az ilyen 3D nyomtatókkal való munkavégzéshez szükséges különféle szoftverek megjelenése és továbbfejlesztése, amelyeket szabadon terjesztenek. Ez lényeges különbség a neves gyártók által gyártott eszközökhöz képest, amelyek csak saját szoftverükkel működnek.

A projekt elvileg nem korlátozódik az FDM technológiára, de eddig ez a leginkább hozzáférhető, valamint a leginkább hozzáférhető anyag a műanyag cérna, amelyet a RepRap fejlesztések alapján készült nyomtatók túlnyomó többségében használnak.

Az FDM nyomtatók széleskörű elterjedése a hozzájuk tartozó kellékanyagok iránti kereslet növekedéséhez vezetett; a kínálat nem tudta nem követni a keresletet, és ugyanaz történt, mint magukkal a nyomtatókkal: az árak összeomlottak. Ha az FDM-technológiáknak szentelt régi internetes oldalakon 2-3, sőt több száz eurós árak is szerepelnek kilogrammonként műanyag cérnánként, akkor most mindenhol több tíz euróról beszélünk, és csak az újaknál. szokatlan tulajdonságokkal rendelkező anyagok ára kilogrammonként több száz dollárt vagy eurót is elérhet. Igaz, ha korábban főként „márkás” anyagokat árultak, ma már sokszor ismeretlen eredetű, határozatlan minőségű szálat kínálnak, de ez óhatatlanul együtt jár a népszerűséggel.

Az FDM nyomtatók az ár mellett további előnyökkel is rendelkeznek a technológia képességeihez kapcsolódóan. Például nagyon könnyű felszerelni a nyomtatót egy második nyomtatófejjel, amely könnyen eltávolítható anyagból képes szálakat adagolni, így összetett modellekben támasztékokat hozhat létre. A műanyag szál gyártása során festék bevezetésével különféle, nagyon élénk színeket lehet elérni.

Maga a cérnaanyag pedig sokféle tulajdonsággal rendelkezhet, ezért röviden tekintsük át a leggyakoribb típusokat.

A műanyag menet két szabványos átmérőjű lehet: 1,75 és 3 mm. Természetesen nem cserélhetők fel, és a kívánt átmérő kiválasztását a nyomtató specifikációja szerint kell tisztázni. A műanyagot tekercsben szállítják, és nem hosszban, hanem tömegben mérik. Egyes gyártók FDM nyomtatóihoz (például a 3D Systems CubeX-éhez) nem orsót kell vásárolni, hanem speciális izzópatronokat, amelyek kilogrammonként jóval drágábbak, de a gyártó garantálja az anyag minőségét - egyszóval , minden pontosan ugyanaz, mint a hagyományos nyomtatókban: "eredeti" és "kompatibilis" fogyasztás.

Minden anyagtípusnál ismerni kell azt az üzemi hőmérsékletet, amelyre a nyomtatófejben lévő anyagot fel kell melegíteni, és az asztali (platform) fűtés hőmérsékletét az első réteg jobb tapadása érdekében. Ezek az értékek nem mindig azonosak az azonos típusú anyagból készült minták esetében, ezért közelítő tartományt jelezünk; elméletileg a tekercs címkéjén vagy a kísérő dokumentumban fel kell tüntetni az optimális hőmérsékleteket, de ez nem mindig történik meg, és gyakran kísérletileg kell kiválasztani.

Az FDM nyomtatók fő anyagai az ABS és a PLA műanyagok.

ABS(akrilnitril-butadién-sztirol, ABS) egy ütésálló műszaki hőre lágyuló gyanta, amely akrilnitril butadién és sztirol kopolimerjén alapul. Előállításának alapanyaga az olaj. Ez a műanyag átlátszatlan, könnyen festhető különböző színekben.

Az ABS előnyei:

  • tartósság,
  • ütésállóság és relatív rugalmasság,
  • nem mérgező,
  • nedvesség- és olajállóság,
  • lúgokkal és savakkal szembeni ellenállás,
  • széles üzemi hőmérséklet-tartomány: -40°С-tól +90°С-ig, módosított minőségeknél 103-113°С-ig.

Az előnyök közé tartozik az alacsony költség, az acetonban való oldhatóság (ami nemcsak az ABS alkatrészek ragasztását teszi lehetővé, hanem az egyenetlen felületek acetonnal történő simítását is). Az ABS merevebb, mint a PLA, ezért nagy terhelés esetén is megtartja alakját.

A hiányosságok közül a következőket kell megemlíteni:

  • étellel való összeférhetetlenség, különösen forró, mert bizonyos körülmények között (magas hőmérsékleten) hidrogén-cianid szabadulhat fel,
  • az ultraibolya sugárzással szembeni instabilitás (azaz nem szereti a közvetlen napfényt),
  • a hőzsugorodás észrevehetően magasabb, mint a PLA-é,
  • törékenyebb, mint a PLA.

Az üzemi hőmérséklet magasabb, mint a PLA-é, és 210-270°C tartományba esik. Enyhe szag érezhető az ABS filamenttel végzett munka során. Ezenkívül a modell első rétegének az asztalhoz való jobb tapadásához az asztalt körülbelül 110 fokra kell felmelegíteni.

Az árról: kilogrammonként 30-40 dolláros tekercset említenek. A valóságban az oroszországi árak 1500 (kis nagykereskedelmi) és 2000 vagy több (kiskereskedelmi) rubel kilogrammonként indulnak, ha kínai gyártókról beszélünk. A jól ismert cégektől származó, USA-ban gyártott ABS cérna másfél-kétszer drágább lehet.

PLA(polilaktid, PLA) egy biológiailag lebomló, biokompatibilis poliészter, melynek monomerje a tejsav. A gyártás alapanyagai megújuló erőforrások - például kukorica vagy cukornád, így az anyag nem mérgező, és felhasználható környezetbarát csomagolóeszközök és eldobható étkészletek készítésére, valamint gyógyászati ​​és testápolási termékek készítésére.

Azonnal megjegyezzük: a biológiai lebonthatóság egyáltalán nem a rendkívüli törékenység szinonimája, a PLA termékek meglehetősen életképesek.

Előnyök:

  • alacsony súrlódási tényező, így alkalmas siklócsapágyak gyártására,
  • alacsony hőzsugorodás, különösen az ABS-hez képest,
  • kevésbé törékeny és rugalmasabb, mint az ABS: azonos terhelés mellett inkább hajlik, mintsem törik.

Az üzemi hőmérséklet alacsonyabb, mint az ABS: körülbelül 180-190 °C. Az asztal fűtése nem kötelező, de az asztalt 50-60°C-ra érdemes melegíteni.

Hátrányok: az egyiket már említettük - kevésbé tartós, mint az ABS. Ezenkívül a PLA higroszkóposabb, és még a tárolás során is megköveteli a páratartalom betartását, különben az anyag leválódni kezd, és buborékok jelenhetnek meg benne, ami a modell gyártási hibáihoz vezet. Ezenkívül a PLA gyakran valamivel drágább, mint az ABS, bár az ár gyártónként és kereskedőnként nagymértékben változik.

Az acetonnak gyakorlatilag nincs hatása a PLA-ra, ragasztani és diklóretánnal, kloroformmal vagy egyéb klórozott szénhidrogénnel kell feldolgozni, ami fokozott biztonsági intézkedéseket igényel az üzemelés során (de természetesen az aceton ilyen szempontból nem ajándék).

Az FDM-nyomtatáshoz használt egyéb anyagok sokkal kevésbé elterjedtek.

CSÍPŐ(Erős ütésálló polisztirol, ütésálló polisztirol) - anyaga átlátszatlan, kemény, kemény, ellenáll az ütésnek, a fagynak és a szélsőséges hőmérsékleteknek. Limonénben, a citrusfélékből kivont természetes oldószerben oldódik, így tartószerkezetek kialakítására használható, amelyeket nem kell mechanikusan eltávolítani.

Az üzemi hőmérséklet kb. 230 °C, az ára 30-50%-kal magasabb, mint az ABS-é.

Nejlon könnyű, rugalmas, vegyszerálló. A belőle készült részletek nagyon alacsony felületi súrlódásúak.

Az üzemi hőmérséklet magasabb, mint a PLA: körülbelül 240-250 °C. Igaz, ez nem bocsát ki gőzt vagy szagokat. A nejlonszál kétszer annyiba kerül, mint a PLA vagy az ABS.

PC(Polikarbonát, polikarbonát) egy meglehetősen szilárd polimer, amely -40 °С és 120 °С közötti hőmérsékleti tartományban is megőrzi tulajdonságait. Nagy fényáteresztő képességgel rendelkezik, és gyakran használják az üveg helyettesítésére, és mivel kisebb a fajsúlya és a törésmutatója is, kiválóan alkalmas lencsék gyártására. A teljes biológiai tehetetlenség lehetővé teszi, hogy akár kontaktlencséket is készítsen belőle. Ráadásul CD-ket is készítenek belőle.

Nyomtatási hőmérséklet 260-300 °С. FDM-nyomtatáshoz használt izzószál formájában még mindig keveset gyártanak, így az ára háromszor magasabb, mint az ABS-é.

Hasonló optikai tulajdonságok PETT(Polietilén-tereftalát, polietilén-tereftalát). A belőle készült modellek nagyon tartósak, mivel az olvadt anyagrétegek tökéletesen összetapadnak. Üzemi hőmérséklet 210-225°С, az asztalt 50-80°C-ra kívánatos melegíteni. Az ár körülbelül 4500-5000 rubel kilogrammonként.

A betűszó alatt PVA(PVA) kétféle anyag rejthető el: polivinil-acetát (Polyvinyl Acetate, PVAc) és polivinil-alkohol (Polyvinyl Alcohol, PVAl). A kémiai képlet szerint meglehetősen hasonlóak, csak a polivinil-alkoholban nincsenek acetátcsoportok, és tulajdonságaik is egybeesnek - sok tekintetben, de nem mindenben. Sajnos az eladók gyakran egyszerűen csak „PVA (PVA)”-t tüntetnek fel, nem tesznek különbséget, így csak általánosított hozzávetőleges árat tudunk adni: 4500-5000 rubel kilogrammonként cérnánként.

polivinil-alkohol PVAl kb. 180-200 °C üzemi hőmérsékletet igényel, ennek további növelése nem kívánatos - megindulhat a pirolízis (termikus bomlás). Ráadásul az anyag nagyon higroszkópos, aktívan szívja fel a levegőből a nedvességet, ami mind a tárolás, mind a nyomtatás során problémákat okoz, főleg ha az izzószál átmérője 1,75 mm. Másrészt ugyanez a tulajdonság nagyon hasznos: a PVAl-ból készült tartók hideg vízben oldódnak.

Polivinil-acetát PVAc mindenki számára jól ismert, mint a PVA ragasztó szerves része, amely ennek az anyagnak a vizes emulziója. Valamivel alacsonyabb üzemi hőmérsékletet igényel: 160-170 fok. Vízben is jól oldódik.

Mindig új, eredeti tulajdonságokkal rendelkező anyagok jelennek meg. Igaz, az ára eleinte nagyon magas lehet.

Például egy elasztomer NinjaFlex lehetővé teszi rugalmas termékek létrehozását. Az ár körülbelül 7500-8000 rubel kilogrammonként, a munkahőmérséklet 210-225°С, az asztal hőmérséklete lehet szobahőmérséklet vagy enyhén emelt, akár 35-40°С.

Nemrég megjelent anyag Laywoo-D3 Elsősorban azért érdekes, mert a belőle készült termékek állagukat tekintve fára emlékeztetnek, sőt fa illatúak is. A helyzet az, hogy csak kis farészecskék és egy kötőanyag-polimer alapján készül. Az üzemi hőmérséklet 175-250°C között lehet, asztalfűtés nem szükséges. Ezenkívül a megszilárdulás utáni szín a kiválasztott hőmérséklettől függ: minél magasabb, annál sötétebb. A nyomtatás közbeni hőmérséklet változtatással akár évgyűrűk hasonlatosságát is elérheti, akár egy természetes fán. Természetesen ennek az anyagnak az ára jelentős - körülbelül 10 ezer rubel kilogrammonként.

Egyéb egzotikus anyagok laybrick, ásványi töltőanyagokat tartalmaz, és lehetővé teszi a homokkő termékek utánzását. Az üzemi hőmérséklet 165-210°С; ezúttal a hőmérséklet emelkedésével durvább felületet kaphatunk a szimulációs hatás fokozása érdekében. Szintén nem szükséges az asztal melegítése, de a nyomtatás után várjon néhány órát, amíg a modell teljesen megszilárdul, és csak ezután távolítsa el. Az ár ugyanaz, 10 ezer rubel kilogrammonként.

Természetesen a fenti árak csak tájékoztató jellegűek: idővel és eladóról eladóra is változhatnak, különösen, ha nem Oroszországban vásárol, hanem külföldről rendel.

Mivel áttekintésünk elsősorban azoknak szól, akik mostanában érdeklődtek a 3D nyomtatás iránt, és még nem rendelkeznek saját tapasztalattal ezen a területen, megjegyezzük, hogy a legjobb a „fiatal harcos tanfolyam”-kal kezdeni, sőt ajánlani fogjuk ( letöltheti a tanfolyam programját és megtalálhatja az elérhetőségeket). Az elméleti alapokról szóló történet mellett minden "kadét" lehetőséget kap arra, hogy hozzáértő szakemberek irányítása mellett egy nagyon jó FDM nyomtatón dolgozzon. A tanfolyamok természetesen kereskedelmi jellegűek, azaz fizetősek, de az elköltött pénz hamar megtérül, hiszen tudást, gyakorlati tapasztalatot szerezhet a leggyakoribb hibák elkerüléséhez.

Ezzel véget is ért az áttekintés, hogy hamarosan áttérjünk a 3D nyomtatás egyéb vonatkozásaira és bizonyos nyomtatómodellekre.

A modern technológiák lehetővé teszik sokféle objektum gyártását, amelyeket számítógépes programokkal modelleztek. Autómodellek, divatos cipők, csúcstechnológiás épületszerkezetek, köztük egy innovatív madárház – ez csak a száz százaléka azoknak a termékeknek, amelyek 3D nyomtatókon készülhetnek.

Ez a fogyóeszköz a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

  • Magas mechanikai szilárdság. Ha ABS műanyagot használunk 3D nyomtatóhoz, akkor jelentős mechanikai igénybevételt képes ellenállni. A késztermékeket nagy ütésállóság, merevség jellemzi.
  • Magas megengedett hőmérséklet. A késztermék nem veszíti el tulajdonságait 100 ºС-ig terjedő hőmérsékleten, ami nemcsak az alkalmazási területet határozza meg, hanem további feldolgozási módszereket is lehetővé tesz - galvanizálás, forrasztás, fémezés vákuum alatt.
  • kémiai semlegesség. A 3D-nyomtatókhoz használt műanyagnak ez a tulajdonsága abban nyilvánul meg, hogy semleges lúgokkal, savakkal, bármilyen szénhidrogén-vegyülettel, beleértve a benzint is, valamint bármilyen kenőanyaggal szemben. Figyelembe kell venni az acetonnal, éterrel, benzollal és néhány más vegyszerrel való érintkezés korlátozott használatát.

Ha ABS műanyagot használ 3D nyomtatóhoz, a késztermékek fényesek. Ebben az esetben a fényesség mértéke külön paraméterként állítható be.

A leírt anyag nem legerősebb aspektusai közül az alacsony kopásállóságot nevezhetjük az ultraibolya sugárzás közvetlen hatására. Elégtelen a dielektromos átjárhatóság és a légköri csapadékkal szembeni ellenállás is.

A 3D nyomtatókhoz használt műanyag típusok értékelése során nem szabad megemlíteni a PLA márkájú műanyagot. Kezdetben egy környezetbarátabb anyagtípusra utal, de többe fog kerülni, mint egy versenytárs.

A poliészter alapú 3D nyomtatórudat cukorrépát vagy kukoricát használó hulladékból nyerik. Ezért a gyerekek késztermékeket vihetnek játékhoz - az anyag teljesen nem mérgező.

A PLA műanyagra a következő jellemzőket nevezhetjük meg:

  • alacsony kölcsönhatási együttható dörzsölő felületeknél;
  • alacsony olvadáspont.

Intenzív használat esetén az alkatrészek gyorsan elveszítik eredeti állapotukat. Még statikus helyzetben is, amikor a makett mozdulatlan marad, az atmoszférikus hatás nem teszi lehetővé a tárgy hosszú távú fennmaradását.

Értékben mindkét leírt műanyagnak megközelítőleg azonos az ára. Ezért a 3D nyomtató rúdjának kiválasztásakor figyelembe kell venni a végtermék célját és működési feltételeit. Talán a PLA műanyagnál leírt jellemzők alkalmasak gyermekjátékok gyártására.

Ezenkívül ügyeljen a használt nyomtató működési követelményeire is. Egyes modellek csak bizonyos típusú fogyóeszközöket engedélyeznek.

Egy másik típusú műanyag a PVA műanyag. A rövidítésben teljes analógia látható a jól ismert ragasztóval. Valójában a polivinil-acetát háromdimenziós modelleket is készíthet. Ezenkívül ez a polimer könnyen oldódik vízben. A felsorolt ​​tulajdonságok különféle körülmények között sikeresen használhatók. Például egy menetes csatlakozás (csavar-anya) közös gyártása lehetővé teszi az alkatrészek későbbi szétválasztását.

Egyéb anyagok leírásaként a ritkábban használt műanyagok említhetők. A fotopolimerek megváltoztathatják eredeti alakjukat, ha napfénynek vannak kitéve.

Egy másik anyag - a nylon, bizonyos toxicitás ellenére, nagy ellenállással rendelkezik a hőmérsékleti hatásokkal szemben, felszívja a nedvességet. A nejlont gyakran használják fogaskerekek, valamint egyes termékek előállítására az orvostudományban.

A polimerek használata a 3D nyomtatókhoz nem kötelező. Például könnyen lerakhat mézet vagy csokoládét a munkához. Minden a gyártásra tervezett termékektől függ, amelyek végső tulajdonságokkal ruházzák fel őket.

A 3D nyomtatás piaca aktívan fejlődik. Ma szinte bármilyen bonyolultságú háromdimenziós modellt kaphat. Ezzel párhuzamosan bővül azoknak az anyagoknak a listája, amelyekből a termék faragható. Sűrűségben, költségben, szilárdságban és egyéb jellemzőkben különböznek egymástól. A 3D nyomtató anyagairól, és ebben a cikkben lesz szó.

Hogyan működik a 3D nyomtatási folyamat?

Általánosságban elmondható, hogy egy 3D-s modell megvalósításának számos módja van. Mindazonáltal szinte mindegyik egy dologra vezethető vissza: rétegről rétegre rakják le az anyagot a 3D nyomtatóhoz, majd kikeményítik. A fő módszerek így néznek ki:

  • Extrudálás. A leggyakrabban használt módszer. Az adagolófej egy speciális hűtőfelületre önti az anyagot, amely megszilárdítja, megköti és formálja a modellt. Ezzel a megközelítéssel különböző színű részeket lehet létrehozni.
  • Fotopolimerizáció. Azon a technikán alapul, hogy egy speciális fotopolimert lézerrel egy sablon szerint világítanak meg, amely végül valódi modellé válik.
  • Réteg kialakítása egy kiegyenlített porrétegen. Ezzel a módszerrel egy speciális porkészítményt megolvasztanak, ragasztanak vagy szinterelnek.
  • Huzal előtolás. Elektronikus hatás segítségével a 3D nyomtatóhoz szállított huzalanyagot megolvasztják, és megkapják a kívánt formát.
  • Laminálás. Az alap egy nagy számú anyagréteg, amelyek egymásra helyezkednek. Ezután ebben a szerkezetben a lézer levágja a kívánt kontúrokat és barázdákat.

3D nyomtatás alkalmazása

A technológia még mindig fejlődik, napról napra egyre tökéletesebbé válik. A mai napig a 3D nyomtatás a következő feladatokban használható:

  • Termékminták vagy modellek készítése. Például egy összetett alkatrész kereskedelmi gyártás előtti értékeléséhez a mérnökök 3D-s prototípust nyomtathatnak és megvizsgálhatnak.
  • Különféle alkatrészek kisüzemi gyártása.
  • Az emberi csontváz töredékeinek nyomtatását protetika és beültetés során használják.
  • Fegyverelemek készítése.
  • Épület.
  • Ételgyártás.

Alapanyagok a 3D nyomtatóhoz

Számos kompozíció létezik a modellek létrehozására, az alkatrész alkalmazási irányától függően. Érdemes minden típust külön-külön részletesebben megvizsgálni.

ABS műanyag

Valószínűleg a legnépszerűbb fogyóeszköz 3D nyomtatókhoz. "Akrilnitril-butadién-sztirol" vagy ABS néven is megtalálható.

Jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Gyakran használják összetett teherhordó szerkezetek létrehozására.

Alacsony költsége és elérhetősége egyaránt befolyásolta széleskörű felhasználását otthoni és ipari méretekben egyaránt.

Annak ellenére, hogy az ABS műanyag késztermékként abszolút környezetbarát, a gyártási folyamat során felmelegítve akrilnitril gőzkibocsátás lehetséges. Igaz, a nyomtató alacsony sebessége miatt a káros anyagok mennyisége meglehetősen kicsi, és a biztonságos gyártáshoz elegendő lesz a helyiség jó szellőztetése.

Az ABS műanyagot nem szabad edénykészítéshez használni, mert reakcióba lép az etanollal.

Az ABS műanyag műszaki jellemzői közül érdemes kiemelni a magas üvegesedési hőmérsékletet, amely 105 foknak felel meg. A szakítószilárdság 41, illetve 21 MPa. Valójában természetesen sok gyártó keveri a műanyagot különféle vegyületekkel. És ez azt jelenti, hogy a gyakorlatban bizonyos tulajdonságok eltérőek lesznek.

Az ABS műanyag előnyei és hátrányai

Ezzel a 3D nyomtatóhoz való fogyóeszközzel színes modelleket hozhat létre, mivel a műanyag gazdag színskálával rendelkezik. Az ABS műanyag egyáltalán nem fél a nedvességtől, a különféle savaktól és olajoktól. Hőállósága konkrét gyártótól függően eléri a 115 fokot.

Az ABS 3D nyomtatóműanyag ütésállósága és rugalmassága lehetővé teszi megbízható alkatrészek és modellek készítését. Acetonban is nagyon jól oldódik, ami lehetővé teszi a kész alkatrész páros utófeldolgozását, hogy sima és kész megjelenést kapjon a termék.

Az ABS műanyag 3D nyomtatók komoly hátrányai közül érdemes kiemelni, hogy nem képes ellenállni a szokásos napfénynek való tartós kitettségnek. És az élelmiszerekben és termékekben található különféle elemekkel való kapcsolata korlátozza a felhasználását, mivel lehetséges mérgező anyagok felszabadulása.

PLA műanyag

A 3D nyomtatón történő nyomtatáshoz használt ilyen típusú anyagok polilaktidból állnak. Biológiailag lebomlik és tejsavat tartalmaz. Ezt az anyagot kukoricából vagy cukornádból állítják elő.

A PLA műanyag természetessége nem korlátozza felhasználását semmilyen területen.

A PLA 170 fok feletti hőmérsékleten megolvad. A lágyításhoz azonban már 50 is elég.A szakítószilárdság értéke 57,8 és 55,3 MPa. A méret, amellyel alkatrészt készíteni lehet, 0,3 mm, ami lehetővé teszi a modell nagy pontosságát.

A PLA műanyagnak gyakorlatilag nincs komoly negatív oldala. Ez a megnövekedett törékenység és törékenység. A pozitívak pedig így néznek ki:

  • nem mérgező, az élelmiszeriparban és az iparban való alkalmazás lehetséges;
  • széles színválasztékkal rendelkezik, amely lehetővé teszi a legmerészebb kreatív ötletek megvalósítását;
  • nincs szükség fűtött platform használatára a modell létrehozásakor;
  • a késztermék sima felülete;
  • a nyomtatott termékek részletessége és minősége.

PET műanyag

Ez a képviselő kiemelkedik a 3D nyomtatók anyagainak teljes áttekintéséből. Először is, a közönséges műanyag palackok polietilén-tereftalátból vagy PET-ből készülnek. Másodszor, mindenütt elérhetősége miatt az anyag az egyik legnépszerűbb. Még speciális feldolgozó üzemek is léteznek háztartási használatra és PET-szálak gyártására.

A PET műanyag tulajdonságai szilárdság és rugalmasság tekintetében hasonlóak az ABS tulajdonságaihoz. Ugyanakkor a rétegek tökéletesen megragadnak, így a modell nagy szilárdságot biztosít.

Az ilyen típusú anyagok átlagos nyomtatási hőmérséklete körülbelül 212-224 fok.

Nejlon

Kiváló anyag összetett mechanizmusokban való felhasználásra szánt alkatrészek 3D nyomtatásához. Jó csúszási együtthatója és szilárdsága van. Tulajdonságai azonban a modellek létrehozásához szükséges magasabb technológiai felszereltségre utalnak.

A különböző gyártók olvadáspontja 178 és 218 fok között változhat. Az extrudálásnál ez az érték 235 és 260 fok között van.

A nylon használata hasonló az ABS műanyaghoz - fűtött platformra van szüksége. Ugyanakkor a rétegezési folyamat gördülékenyebben megy végbe, lehetővé téve a részletes modellek létrehozását.

A nylon előnyei és hátrányai

Ez az anyag nagy kopásállósággal és rugalmassággal rendelkezik. Nagyszámú különböző oldószerrel szemben képes ellenállni. Könnyen alávethető mechanikus utófeldolgozásnak, amikor a modellt a végső eredményre hozzák.

A nylon hátrányai közül érdemes kiemelni a nagy higroszkóposságot, vagyis a nedvesség felszívó képességét. Ezért a modellezés előtt ajánlatos egy kicsit szárítani az anyagot. Ez segít elkerülni a termelési problémákat. A pirolízis mérgező füstöket bocsáthat ki.

Konkrét

Bármilyen furcsán is hangzik, ilyen nyomtatók már léteznek. Igaz, a cementkeverék speciális összetételét használják.

Építőipari 3D nyomtatóval teljes értékű házakat és építményeket hozhat létre. Ugyanakkor egy 6 méter magas fal „létrehozása” csak néhány órát vehet igénybe.

Sajnos Oroszországban a technológia még gyerekcipőben jár, de nyugaton aktívan fejlődik.

Fém

Építőanyagként speciális port használnak fém alkatrészek létrehozásához.

Az ilyen típusú gyártás során speciális drága ipari 3D nyomtatókat használnak. Hagyományosan 3 kategóriába sorolhatók:

  1. Az első csoportba olyan modellek tartoznak, amelyek szerkezetileg hasonlóak a hagyományos műanyag nyomtatókhoz. Jellemzőjük a lágy fémek - ólom, ón stb.
  2. Ez utóbbiak fémport használnak speciális ragasztóval. A gyártás után a modellt ki kell lőni, hogy teljes erőre kapjon.
  3. Ipari 3D nyomtatókról van szó, amelyekben a port lézerrel sugározzák ki.

Valójában csak az utóbbi "igazi" eszköz a fémtermékek nyomtatására.

Alapötvözetek

Az anyagok között számos ötvözet és egyedi elem található. Érdemes egy kicsit utána nézni:

  • a titán egy nagyon tartós anyag, amelyet biológiai kompatibilitása miatt aktívan használnak az orvostudományban, könnyű és jó rozsdaállósággal rendelkezik;
  • rozsdamentes acél - a különféle acélötvözetek erősségükről és megfizethetőségükről híresek;
  • alumínium és származékai - kis sűrűségű könnyűötvözet, jól alkalmazható különféle típusú feldolgozásra.

A fémpor előnyei és hátrányai

A fémekre jellemző módon poruk formává alakítása után nagy szilárdságú lesz. Ugyanakkor az objektum részletezése megfelelő szinten, 0,025 mm-ig elérhető. A magas hőmérséklettel szembeni ellenállás lehetővé teszi a modellek használatát az iparágak széles körében. Miután a termék elromlott vagy használhatatlan, leolvasztható.

Ami a hátrányokat illeti, csak egy van, de meglehetősen jelentős. A fém 3D nyomtatási technológia nagyon összetett. Ezért a berendezés általában drága.

Ráadásul hazai körülmények között nehéz lesz ilyen termelést megszervezni.

Következtetés

A cikk azt vizsgálta, hogy a 3D nyomtatók milyen anyagokat használnak, milyen jellemzőket és tulajdonságaikat, valamint alkalmazási területeiket. Mivel a technológia viszonylag új, sok finomsággal és árnyalattal rendelkezik. Gyakorlatilag "poke módszerrel" vannak szétválogatva és megoldva, egészen a 3D nyomtató beállításaiig. De sok területen van érdeklődés a késztermékek gyors és jó minőségű nyomtatása iránt, ami azt jelenti, hogy a technológia fejlődni, csiszolódni fog.

Barátaim, egy kis bemutatkozás!
Mielőtt elolvasná a híreket, engedje meg, hogy meghívjam Önt a 3D nyomtató-tulajdonosok legnagyobb közösségébe. Igen, igen, már létezik, projektünk oldalain!

Katalógusunkban 3D nyomtatók fogyóeszközök eladóit találhatja meg városában -

Ha egyszerű nyomtatókhoz tintapatronokat kell vásárolnia, akkor 3D "rokonaiknak" kell fogyóeszközöket vásárolnia. Kínálunk megérteni a különböző típusú műanyagokat, hogy Ön kiválaszthassa a legmegfelelőbb lehetőséget.

A legnépszerűbb fogyóanyag az ABS műanyag. Az ilyen típusú "fogyóeszközök" speciális szerkezete lehetővé teszi, hogy ellenálljon az erős mechanikai igénybevételnek. Az ilyen műanyag az ütésálló csoportba tartozik, és ha összehasonlítja az ABS-t a közönséges polisztirollal, akkor a mechanikai szilárdság és merevség tekintetében jelentősen jobb, mint más analógok. Az egyéb előnyök mellett megjegyezhető, hogy az ilyen típusú műanyagok 100 ° C-os hőmérsékleti terhelésnek is ellenállnak. Ez a fogyóeszköz galvanizálásra, vákuumozásra és akár kontaktforrasztásra is használható. Kiválóan alkalmas hegesztésre vagy precíziós öntésre. Az anyag nagy méretstabilitással rendelkezik. A nyomtatott tárgyak fényes felületűek (a fényesség szintje állítható).

Az előnyök hatalmas listája között megjegyezhető a lúgokkal, zsírokkal, savakkal, szénhidrogénekkel, zsírokkal és még benzinnel szembeni ellenállás. Acetonban, éterben, benzolban, etil-kloridban, etilén-kloridban, anilinben és anizolban azonban jól oldódik. A fő hátrány az ultraibolya sugárzásra és a csapadékra való érzékenység. Ezt az anyagot alacsony elektromos szigetelés jellemzi.

  • Egy kilogramm ABS-műanyag ára körülbelül 2400 rubel.
  • Gyakorlatilag nincs nedvességfelvétel
  • 395°C hőmérsékleten meggyullad

A PLA műanyag vagy polilaktid a leginkább környezetbarát és legmegfelelőbb fogyóanyag 3D nyomtatáshoz. Ez a fajta műanyag hőre lágyuló poliészter, amelyet biológiai hulladékból (cukorrépa vagy kukoricaszilázs) állítanak elő. Monomerje a tejsav. A nyomtatott tárgyak kiváló csúszással rendelkeznek, és ilyen műanyagból akár siklócsapágyak is előállíthatók.

Leggyakrabban az ilyen anyagokat gyermekjátékok készítésére használják, mivel a PLA műanyag a legalacsonyabb toxicitású. A poliaktid egyetlen hátránya a törékenység és a fokozatos bomlás. Az ilyen típusú "fogyasztó" ára 2400 rubel, és ez meglehetősen drága, tekintettel az anyag törékenységére. Vegye figyelembe, hogy ha nem érinti meg a nyomtatott terméket, akkor az körülbelül 20 évig állhat (ha az anyag hőmérséklete nem haladja meg az 50 ° C-ot). Ha azonban állandó használatnak teszi ki, akkor hamarosan a tárgy elveszti eredeti megjelenését. Az anyag kiválóan alkalmas nagy és kis nyomatokhoz. Érdemes megjegyezni, hogy a termék szilárdságának növelése érdekében a poliaktid keverhető ABS-műanyaggal, különösen azért, mert ezek költsége azonos. Ha meg akarja olvasztani a PLA műanyagot, csak helyezze a modellt egy ultrahangos tartályba kis mennyiségű marószódával. Az olvasztás egyszerűbb módja, ha a tárgyat 80°C-ra melegített vízbe helyezzük.

A PVA műanyag 2012-ben jelent meg az orosz piacon. A PVA ugyanaz a polivinil-acetát, azaz a PVA ragasztó. Ennek az anyagnak a fő előnye (vagy hátránya?) a vízben való gyors oldhatósága. Az ilyen típusú fogyóeszközöket gyakran használják elválasztóként. Például, ha a felhasználónak csavarral kell anyát nyomtatnia, akkor a PVA segít a két tárgy szétválasztásában, hogy a nyomtatás után az anya szabadon foroghasson a csavaron. Természetesen a tárgyak PVA műanyaggal történő nyomtatása nem tűnik praktikusnak. Fő célja a támogató szerep az egyedi tervezésű objektumok létrehozásának folyamatában.

Fotopolimerek

A modern nyomtatók másik népszerű fogyóeszköze a fotopolimerek. Valójában ennek az anyagnak sok fajtája van, de mindegyiknek van egy közös jellemzője - a fotopolimerek megváltoztatják alakjukat a napfény hatására. Ezt a fogyóeszközt SLA és PJET nyomtatókon történő nyomtatáshoz használják. Az ilyen "fogyóeszközök" lehetnek folyékonyak vagy szilárd anyagok. A fotopolimerekkel nyomtatott tárgyak rendkívül tartósak, ellenállnak a napfénynek és a víznek. A fotopolimerek árát általában a gyártó vagy az eladó határozza meg.

fémpor

A fémport gyakran használják a 3D nyomtatásban is. Vegye figyelembe, hogy a pornak nem kell fémből állnia. Kiindulási anyagként arany, réz, alumínium vagy ötvözet használható. Még az ABS műanyag sem képes utánozni a valódi fém fényét. Az ilyen típusú fogyóeszközöket széles körben használják ékszergyártásban. Ezenkívül a fém modellek tartósabbak, mint a 3D nyomtatók más típusú fogyóeszközei. A por ára az értékétől függ.

A nylon nagyon hasonlít a legnépszerűbb fogyóanyaghoz - az ABS műanyaghoz. Azonban jobban ellenáll a magas nyomtatási hőmérsékletnek, és képes felszívni a nedvességet. A nylon hátránya a hosszabb kikeményedési idő és a levegő eltávolításának szükségessége az extruderből. A nylon mérgező anyagnak számít. Az ilyen típusú fogyóeszközök kiválóan alkalmasak fogaskerekek, karok, sőt orvosi eszközök pótalkatrészeinek nyomtatására. Érdemes megjegyezni, hogy manapság a legtöbb nyomtatótulajdonos olyan anyagokat használ, mint a Nylon 618, amely sokkal kevésbé mérgező. A nylon ára kilogrammonként 2400 rubel.

A 3D nyomtatókhoz használt modern fogyóeszközök rendelkeznek a szükséges biztonsági résszel. Természetesen a legtöbb boldog 3D nyomtató tulajdonos inkább ABS vagy PLA műanyagot használ. A műanyag azonban nem mindig felel meg a tulajdonos igényeinek. Valójában sokkal több fajta "fogyóeszköz" létezik a 3D nyomtatókhoz. Például egyes nyomtatómodellek csokoládét vagy jeget használhatnak. Minden a tulajdonos fantáziáján és a nyomtató típusán múlik!

Az FDM nyomtatók kellékanyagairól részletes tájékoztatást kaphat portálunk referencia részében. .

Az 1860-as évek elején az orosz állam pénzügyi problémákkal szembesült. A kincstár üres volt, utánpótlásra szorult. Emiatt élesen felmerült a papírbankjegyek forgalomba hozatalának kérdése, amely bizonyos mértékig kompenzálhatta a fémpénz hiányát. A papíralapú kincstárjegyek már III. Péter alatt készültek, de különböző okok miatt a pénzreformot elhalasztották.

II. Katalin császárné trónra lépése után kiáltványt adtak ki, amely két bankintézet létrehozásáról szólt Szentpéterváron és Moszkvában. Feladataik közé tartozott többek között a hagyományos rézpénz cseréje állami papírbankjegyekre. Papírpénzt kellett volna kibocsátania 25, 50, 75 és 100 teljes rubel címletben.

Az első orosz bankjegyek

Az első papírbankjegyeket 1769-ben bocsátották forgalomba. Az új pénzt fehér papírra nyomtatták fekete festékkel, de biztonsági elemként már vízjeleket, dombornyomásokat és felelős tisztviselők aláírásait is tartalmazta. A bankjegyek eleinte egyoldalasak voltak - hátoldaluk nem tartalmazott feliratokat és egyéb grafikai elemeket.

Hivatalosan a papírpénzt a hagyományos pénz kibocsátásának túlzottan magas költségeinek csökkentésére tervezték. De a reformnak volt egy titkos célja is: II. Katalin császárnő minimális költséggel tervezte ilyen módon feltölteni a kincstárat. Lényegében Katalin első bankjegyei fizetési bizonylatok voltak, amelyeket a bankjegyekre ragasztott címletnek megfelelően a bankokban fémérmére lehetett váltani.

A papírbankjegyek kibocsátásának megkezdése után az állam elindította a „fém” bankjegyekre történő cseréjét. A pénzváltó irodák két tucat orosz városban voltak, a pénzügyi tranzakciók hatalmasak voltak. Idővel nőtt a papírbankjegyek kibocsátása, számuk több száz millióra nőtt. A furfangosok, miután új pénzügyi eszközt kaptak, lehetőséget találtak az államkincstár feltöltésére bankjegyek felhasználásával komplex hitelkonstrukciók révén.

A papírbankjegyek az Orosz Birodalom egész területén elterjedtek az első világháború legelejéig, és arannyal biztosítottak. A bankjegyek megjelenése időről időre változott, korszerűbb biztonsági elemek jelentek meg, a bankjegyek egyedi számokat kaptak. A papírpénzt orosz császárok portréi díszítették.