Čo je to 3D tlač

Metóda 3D tlače je založená na technológii 3DP (trojdimenzionálnej tlače)

3D proces vyžaduje:

• 3D tlačiareň
• Vkladanie trojrozmerného 3D vymodelovaného súboru do Z Print sofvéru
• Nastavenie dát pre tlač v ZPrint a ZEdit Software
• Tlač, práškové odstránanie a sušenie produktu
• Použitie finalizačných materiálov k potlačovej úprave modelu

Na Prešovskej univerzite pracujeme s tlačiarňami ZPrinter® 650. Táto tlačiareň je určená pre tých, ktorí kladú dôraz na realistický prevod dát s veľmi presným vykreslením detailov. S rozlíšením 600x540 DPI môže ZPrinter 650 v 3D rozmere tlačiť aj tie najmenšie a najpresnejšie časti na modeloch, ako sú napr. tenká stena na mechanických prototypoch alebo zábradlie na architektonických modeloch. Samozrejmosťou je aj tlač vo farbe, kde ZPrinter 650 ponúka jednu z najhlepších kvalít tlače vo farbe: 

• - vytvára realistické farebné modely bez nutnosti dofarbenia
• - prepožičiava modelom lepší štýl a vzhľad
• - 5 tlačiarenských hláv poskytuje najväčšiu paletu farieb, vrátane rýdzej čiernej!
• - dokáže tlačiť etikety a obrázky priamo na model

​ 

Ďalším typom tlačiarní, ktoré na Prešovskej univerzite máme, sú 3D tlačiarne ZBuilder Ultra. Tieto tlačiarne používajú pri procese tlačenia materiál fotopolymér, pričom proces je veľmi podobný SLA (stereolitografii). To znamená, že tieto tlačiarne dokážu tlačiť vysoko detailné plastové modely. Odchýlka na jednotlivých častiach je 0,2 mm a minimálna veľkosť prvkov je 138 mikrónov.   

Technológia tlače

Prachová technológia Inkjet Powder od 3D Systems (predtým ZCorp) pracuje formou nanášania vrstiev vysokoodolného prachového kompozitného materiálu, na ktorý je následne nanášané spojivo/lepidlo. Využívanie piatich tlačových hláv zabezpečuje plnofarebné prevedenie výsledného modelu.

Materiál - sadrový kompozit

Na univerzite používame pri 3D tlači sadrový prášok, tzv. sadrový kompozit. Ide o pevný a tvrdý materiál, ktorý je ale na druhej strane málo flexibilný a krehký. Vyznačuje sa jemnou zrnitou povrchovou štruktúrou. Ide o vynikajúci materiál na zhotovovanie architektonických modelov, figúrok, sôch, 3D kartografických máp alebo nefunkčných prototypov.

Finalizácia a postprodukcia

Model je priamo po tlači dosť krehký a preto je potrebné ho ešte finalizovať. To znamená, že ho je potrebné spevniť a ošetriť a to tak, že je napúšťaný buď lepidlom, epoxidom, voskom alebo je možné všetky tieto materiály podľa potreby kombinovať.

Finálny model môžeme ešte ďalej povrchovo upravovať a brúsiť a tak docieliť čo najhladší povrch. Samozrejmosťou je ešte možnosť dodatočného nanášania farieb, aj keď naša tlačiareň tlačí aj plne farebne. Kvôli pórovitosti sadrového kompozitu je vhodné pred farbením najprv na model aplikovať niekoľko vrstiev penetračného náteru.

Pokiaľ sa nás výsledný model skladá z jednotlivých menších častí, na spojenie sa nám osvedčilo epoxidové lepidlo.

Technické parametre:

• Max.veľkosť modelu: 25,4 x 35,5 x 20,3 cm (pri väčších modeloch je nutné dané predmety/objekty vytlačiť po častiach a následne spojiť)
• Min.miera detailu: 0,4 mm (detaily menšie ako 0,4 mm sa môžu zle vykresliť alebo úplne stratiť)
• Min.hrúbka steny: 1,5 mm
• Hrúbka vrstvy: 0,1 mm

Diagram postupu tlače

1. ZPrint / ZEdit Softvér
2. Kontrola tlačiarne (predchádza každému tlačenému modelu)
3. Proces samotného tlačenia
4. Sušenie výrobku
5. Vyprázdnenie pracovného zásobníka od prebytočného prášku (použiteľného na ďalšie tlačenie)
6. Jemne odstránenie prášku z výrobku v PPU
7. Bežné čistenie po každom nastavení
8. Povýrobný proces

Na začiatku ZPrint softvér natiahne trojdimenzionálny navrhnutý súbor (ZPrint je zhodný s väčšinou 3D vymodelovanými softvérovými súbormi), prepočíta a zmení to do prierezov alebo vrstiev, ktoré sú 0,089-0,102 mm hrubé. Pred samotnou tlačou Z Printer zhodnotí symetriu výrobku a skontroluje, či je v zariadení dostatok materiálov pre tlač (aby tlačila číslo vrstiev požadovaných na vytvorenie výrobku). Ak ich je dostatok, tlačiareň začne tlačiť každú vrstvu, jednu po druhej, z dolnej časti výrobku smerom nahor. Ak nie, ZPrint vás požiada, aby ste pridali sadrový prášok, lepidlo, alebo zmenili tlačovú hlavu predtým ako sa začne s tlačou (na tlačiarni Z650 je 5 tlačových hláv- číra, čirna, zelenomodrá, purpurová a žltá).

Počas tlače sa v prvom rade aplikuje špeciálne lepidlo vo veľkej koncentrácii v okolí okrajov dielca, čím sa vytvorí akási silná „škrupina“ na povrchu výrobku. Ďalej infraštruktúra, ktorá pracuje ako pevná základňa, je vytvorená pre steny dielca, ktoré sú tiež vytvorené s veľkou koncentráciou lepidla na pridanie pevnosti. Zvyšok vnútornej štruktúry tlačeného objektu je vytlačený s nižšou lepiacou saturáciou, ktorá dáva výrobku jeho stability.