Drukarka 3D to jeden z ciekawszych wynalazków XX wieku (pierwsza powstała już w 1984 roku!). Pozwala ona przenosić komputerowy model do trójwymiarowej rzeczywistości.

Początki druku 3D

Pierwsza taka drukarka 3D została stworzona w 1984 roku przez Chucka Hulla, który w 1986 opatentował ją jako stereofotografię (SLA), a w 1988 roku Scott Crump opracował metodę FDM (osadzanie topionego materiału). Na przestrzeni lat zwiększały się możliwości drukarki 3D i z tworzenia prototypów przechodzono do wytwarzania już gotowych produktów i części mających różnorakie zastosowania. Oczywiście, wszystko zależy od typu drukarki, jej ceny i dostępnych w niej opcji, a także od materiałów, które wykorzystamy do druku oraz użytych schematów i modeli 3D.

Ceny tychże drukarek są ogromnie zróżnicowane; najtańsze można znaleźć za 1000, a najdroższe nawet za kilka milionów złotych, więc decyzję, jaką drukarkę kupimy, trzeba uzależnić od jej przeznaczenia: im ambitniejsze projekty tym więcej trzeba zainwestować.

Co można wydrukować za pomocą drukarki 3D?

  • gotowe artykuły z polimeru
  • rzeczy wymagające obróbki (szczególnie w FDM)
  • inne wyroby z topliwych materiałów (np.: z metalu lub czekolady)
  • elementy większych projektów i budowli (np. maszyn)
  • prototypy
  • formy służące jako wzorzec
  • protezy (np. nóg)
  • budynki

Metody druku 3D zakładają użycie:

  • SLA (Stereolitografia) – żywice utwardzane za pomocą lasera.
  • SLS (ang. Selective Laser Sintering) – cienkie warstwy proszku budulcowego stapiane laserem.
  • FDM (ang. Fused Deposition Modelling) – termoplastyczny materiał wyciskany przez dysze.
  • MJP (ang. Multi Jet Printing) – napylany cienkimi warstwami fotopolimer utwardzany światłem UV.
  • Binder Jetting – proszki metaliczne lub proszki piasku łączone za pomocą ciekłego spoiwa.
  • DMLS (ang. Direct Metal Laser Sintering) – proszki metali topione laserem dużej mocy.
  • CJP (ang. Color Jet Printing) – gipsowy proszek barwiony tuszem (kolorowy).
  • DLP (ang. Digital Light Processing) – utwardzanie materiałów światłoczułych (fotopolimerów) za pomocą światła projektora.

Jeśli chodzi o materiały, to w dzisiejszych czasach są one najróżniejsze. Jako ciekawostka: nawet czekoladki czy dopasowane protezy (stosowane w medycynie) mogą być drukowane w 3D. Przykładowe materiały stosowane w drukarkach domowych to PLA, Pet-G, ABS, ASA a w przemysłowych: proszki poliamidowe, metalowe

Druk 3D w robotyce

Duże znaczenie druk 3D ma także dla robotyki. Usługi druku 3D są coraz częściej wybierane do tworzenia elementów maszyn, urządzeń sterujących (np.: układy sterowania w statkach, autach czy samolotach itp.) i robotów (np. dronów). Główne materiały stosowane w tej gałęzi przemysłu to polimer (tworzywa sztuczne) i metal, ale także inne (wspomniane wyżej), w zależności od tego, czego dany projekt potrzebuje.

Często jest tutaj stosowana popularna dość technologia addytywna (od ang. to add – dodawać). Technologia ta polega na łączeniu kolejnych warstw elementów i materiału, co daje możliwość wykonania trudniejszych i bardziej złożonych wyrobów.W skład tejże technologii addytywnej wchodzą między innymi: SLA, SLS i FDM. Metoda ta też ma swoje ograniczenia, gdyż drukarka musi albo zastosować tzw. podpórki do konstrukcji  (rodzaj wsporników, które znajdują się między warstwami nie mającymi kontaktu między sobą, i co ważne, są one usuwalne) albo wypełnienie z proszku lub innych materiałów (w wypadku pustych przestrzeni w środku). Technologia addytywna zdecydowanie przewyższa technologię ubytkową, gdyż ta druga polega na obrabianiu i przycinaniu materiałów, co powoduje marnowanie materiału i zmniejszoną precyzję wyrobów.

Zastosowanie druku 3D

Druk 3D jest coraz częściej stosowany zarówno w domach, jak i w firmach. Istnieją także przedsiębiorstwa zajmujące się tylko usługami druku 3D (tzw. drukarnie 3D) i wykonującymi druk 3D na zamówienie (zarówno innych firm, jak i prywatnych klientów). W Polsce taką działalnością zajmuję się np. firma „P3DRC” która w swoich usługach ma wytwarzanie funkcjonalnych części do maszyn, elementów oprzyrządowania, prototypów. Stosuje ona, wyżej wspomniane technologie addytywne: FDM/FFF, mSLA, SLA i SLS. Oficjalna strona internetowa: https://www.p3drc.pl/.

Druk 3D daje możliwości tworzenia tak naprawdę dowolnych wydruków 3D, które mogą mieć wielorakie zastosowanie zarówno w robotyce, usługach medycznych, jak i rozrywce (coraz popularniejsze stają się wydruki 3D figurek czy zabawek).