Όταν ακούς 3D εκτυπωτής λογικά σκέφτεσαι ένα πολύ δύσκολο στη λειτουργία του μηχάνημα που το χρησιμοποιούν μόνο εξειδικευμένοι επαγγελματίες, σωστά; Τα πράγματα είναι πολύ πιο απλά, όμως. Πλέον υπάρχουν εκτυπωτές που εκτυπώνουν τρισδιάστατα και είναι προσιτοί στον καθένα. Κι όχι μόνο αυτό αλλά είναι και πολύ χρήσιμοι.
Η 3D εκτύπωση μπορεί να βοηθήσει σε πολλούς τομείς. Για παράδειγμα, για την αντιμετώπιση του κορονοϊού εκτυπώθηκαν ψηφιακά ασπίδες προστασίας προσώπου και δωρίστηκαν σε ιατρικό προσωπικό, και σχεδιάστηκε ψηφιακή 3D μάσκα. Επίσης, έχουν δημιουργηθεί προσθετικά μέλη που βοηθούν ανθρώπους με κινητικές δυσκολίες. Μία ακόμη χρησιμότητα είναι ότι μπορεί να αποκαταστήσει ζημιές σε εκθέματα σε μουσεία.
Τι είναι η 3D εκτύπωση;
Ο 3D εκτυπωτής αποτελείται από ένα ακροφύσιο που ζεσταίνεται στους 200 βαθμούς κελσίου, για να λιώσει ένα νήμα από πλαστικό, το οποίο είναι το υλικό που δημιουργεί το αντικείμενο. To ακροφύσιο κινείται κατά πλάτος και ύψος, υπάρχει μία θερμαινόμενη βάση που κινείται κατά μήκος, πάνω στην οποία δημιουργείται το αντικείμενό μας και τέλος μία ηλεκτρονική μονάδα, η οποία δίνει τις εντολές για την κίνηση του ακροφυσίου.
Πώς δουλεύουν οι 3D εκτυπωτές;
Πρέπει να δημιουργήσουμε ένα τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, το οποίο θέλουμε να εκτυπώσουμε. Στο ίντερνετ υπάρχουν πολλά διαθέσιμα έτοιμα αρχεία stl, δηλαδή αρχεία με έτοιμα τρισδιάστατα σχέδια, τα οποία μπορείς να εκτυπώσεις. Κάποιες σελίδες είναι η https://www.thingiverse.com/ και το GrabCAD. Διαφορετικά μπορείς να σκανάρεις ένα υπάρχον αντικείμενο με τη βοήθεια τρισδιάστατου σαρωτή (3D scanner) κι έπειτα να το εκτυπώσεις.
Ποια είναι τα είδη των 3D εκτυπωτών;
Στερεολιθογραφία – Stereolithography (SLA)
Η στερεολιθογραφία είναι η πρώτη μορφή τρισδιάστατης εκτύπωσης κι εμφανίστηκε στο εμπόριο στα μέσα της δεκαετίας του 1980. Χρησιμοποιεί υπεριώδη ακτινοβολία ώστε να στερεοποιήσει το υγρό φωτοπολυμερές υλικό και να δημιουργηθεί το αντικείμενο. Η συγκεκριμένη μέθοδος χαρακτηρίζεται από υψηλή ακρίβεια και ανάλυση. Ενδείκνυται κυρίως για κατασκευή μικρών αντικειμένων, καθώς απαιτείται αρκετός χρόνος για να ολοκληρωθεί η διαδικασία.
Fused Deposition Modelling (FDM) / Free Form Fabrication (FFF)
Οι δύο αυτές μέθοδοι, είναι στην ουσία η ίδια διαδικασία. Το υλικό περνά σε μορφή νήματος από έναν εξωθητή με υπολογισμένη ροπή ώστε να περνάει συγκεκριμένη ποσότητα υλικού. Το υλικό περνάει σε ένα χώρο στον οποίο θερμαίνεται μέχρι να λιώσει και εξέρχεται μέσω μιας κεφαλής. Μόλις ολοκληρωθεί το πρώτο στρώμα, η βάση κινείται προς τα κάτω, ώστε πάνω από το υπάρχον στρώμα να δημιουργηθεί ένα νέο.
Έπειτα, το αντικείμενο πλένεται με νερό υπό πίεση, ώστε να αποκολληθεί το περισσευούμενο υλικό.
Πρόκειται για την πιο δημοφιλή μέθοδο εκτύπωσης, λόγω του χαμηλού κόστους κατασκευής αυτών των εκτυπωτών και των υλικών που χρησιμοποιούνται, όπως θερμοπλαστικά, μέταλλα, χαρτί, κερί κ.ά.
Laser Sintering (LS) / Laser Melting (LM)
Η LS και η LM είναι ουσιαστικά η ίδια διαδικασία. Η διαφορά τους είναι το είδος του υλικού και το ποσό της θερμότητας που ασκούν σε αυτό. Το δομικό υλικό έχει τη μορφή σκόνης και τοποθετείται σε μια δεξαμενή, η οποία ωθείται μέσω του κυλίνδρου σε μια πλατφόρμα κατασκευής. Το υλικό που απομένει πάνω στην πλατφόρμα αφού περάσει ο κύλινδρος αποτελεί την πρώτη στρώση του υπό κατασκευή αντικειμένου.
Έπειτα, παράγεται μία δέσμη φωτός lazer, η οποία θερμαίνει τα σημεία του υλικού που θέλουμε να σταθεροποιήσουμε μέσω ενός καθρέφτη. Αφού ολοκληρωθεί η μία στρώση, προστίθενται από πάνω κι άλλα στρώματα μέχρι να ολοκληρωθεί η κατασκευή.
Όσον αφορά στο είδος του υλικού, με την LS είναι δυνατό να ελεγχθεί η πυκνότητα του τελικού αντικειμένου, γι’ αυτό και ενδείκνυται για μείγματα μετάλλων, ενώ η LM επιλέγεται για καθαρά μέταλλα (π.χ. καθαρό τιτάνιο).
Inkjet
Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες Inkjet: οι εκτυπωτές τεχνολογίας Binder Jetting και οι Material Jetting. Στην πρώτη, το δομικό υλικό έχει τη μορφή σκόνης και ψεκάζεται ένα υλικό που κάνει τη σκόνη συμπαγή, μία στρώση τη φορά. Χρησιμοποιούνται και άλλα υλικά, όπως μέταλλα, πλαστικά, κερί, άμμος, κεραμικά, ακόμα και φαγητό. Είναι μία γρήγορη μέθοδος που υποστηρίζει και την προσθήκη διαφόρων χρωμάτων κόλλας. Το αποτέλεσμα δεν είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό και προτείνεται η τοποθέτηση του τελικού αντικειμένου σε φούρνο για αύξηση της αντοχής του.
Σε ό,τι αφορά στους Material Jetting, μπορούν να χρησιμοποιούνται πολλά υλικά παράλληλα. Γύρω από τις κεφαλές εκπέμπεται υπεριώδης ακτινοβολία σε κάθε στρώση, η οποία στερεοποιεί το αντικείμενο. Μόλις ολοκληρωθεί η κατασκευή, το υποστηρικτικό υλικό μπορεί να αφαιρεθεί με το χέρι. Αποτέλεσμα ακριβές, ενώ ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι υπάρχει η δυνατότητα χρήσης πολλών υλικών ταυτόχρονα. Επιπλέον, εφαρμόζεται και η χρήση διαφόρων χρωμάτων για τα μοντέλα.
Τι μπορώ να φτιάξω με έναν 3D εκτυπωτή;
Ανταλλακτικά
Με τον 3D εκτυπωτή μπορείς να φτιάξεις σχεδόν τα πάντα. Μπορείς να φτιάξεις οποιοδήποτε ανταλλακτικό θέλεις για κάποια συσκευή που χάλασε στο σπίτι σου. Έτσι, γλυτώνεις τα χρήματα για την επισκευή της.
Κοσμήματα
Μπορείς να φτιάξεις κοσμήματα! Υπάρχουν πολλά σχέδιο έτοιμα στο ίντερνετ, ή αν θέλεις μπορείς να σχεδιάσεις το δικό σου. Έπειτα μπορείς να το βάψεις με ένα σπρέι σε όποιο χρώμα θέλεις.
Διακόσμηση
Για ποιο λόγο να αγοράσεις ένα βάζο όταν μπορείς απλά να το εκτυπώσεις; Όπως και πολλά ακόμα διακοσμητικά για το σπίτι.
Πιόνια παιχνίδια
Έχει τύχει πολλές φορές να χάσεις πιόνια από το αγαπημένο σου επιτραπέζιο. Με τον εκτυπωτή μπορείς να φτιάξεις ένα καινούριο και να το αντικαταστήσεις, όπως και ό,τι άλλο παιχνίδι θέλεις! Βάλε τη φαντασία σου να δουλέψει και δημιούργησε! Οι επιλογές είναι αμέτρητες!
