Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Personal Fab - Kolmiulotteiset tulostustavat

3D-tulostimet tulostavat kerroksen kerroksen päälle ja rakentavat hitaasti kolmiulotteisen objektin. Näiden kerrosten rakentamiseen käytetään lukuisia materiaaleja ja menetelmiä.

Stratasys Dimension on kaupallinen 3D-tulostin, joka käyttää ABS-muovia. ABS-hehkulanka tulee itsestään ladattavaan kasettiin, ja se syötetään lämmityslohkoon kahdella vetopyörällä. Lämmitinlohkossa ABS kuumennetaan puolikvidin tilaan ja suulakepuristetaan kärjen läpi, jolloin kerrokset ovat ohuita kuin 0,01 ″.

Avoimen lähdekoodin RepRap (reprap.org) -projekti käyttää samankaltaista teknologiaa. Filamentti on halkaisijaltaan 3 mm polymeeri. Tämä syötetään kammioon, joka pidetään tiukasti käyttöruuvia vasten. Kun käyttöruuvi kääntyy, se työntää hehkulangan alas lämmitettyyn tynnyriin. Lämpö tulee nikromilangasta, joka on kääritty tynnyrin ympärille. Kärjessä on suutin, jonka halkaisija on tyypillisesti välillä 0,25 - 1 mm (pienempi on tarkempi, mutta vie enemmän aikaa). Termistori on upotettu suuttimeen, joten on mahdollista säätää lämpötilaa eri polymeereille.

Yksi helpoimmista polymeereistä on Polymorph, jota markkinoidaan ystävälliseksi muoviksi tai ShapeLockiksi Yhdysvalloissa. Polymorfi puristaa helposti, on suhteellisen vahva ja sulaa vain 140 ° F: ssa. Valitettavasti se on myös kallista ja muodonmuutosta, jos se altistuu säännöllisesti yli 100 ° F: n lämpötiloille.

RepRapin harrastajat ovat myös kokeillut HDPE: tä, ABS: ää ja PLA: ta (polymaitohappo). PLA on mielenkiintoisin, sillä se on biohajoava ja voit tehdä sen itse. PLA muodostetaan kuumentamalla maitohappoa tina- kloridilla; ja maitohappo voidaan luoda fermentoimalla maitoa tai tärkkelystä. Prosessi on riittävän monimutkainen, että se ei ehkä ole kovin käytännöllinen pienissä määrissä, mutta se avaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia paikalliseen tuotantoon.

Toinen materiaali, jota RepRap-hanke on kokeillut, on EcoComp UV-kovettuva hartsi, Sustainable Composites Ltd: ltä. Hartsi sekoitetaan lasin täyteaineeseen pastan valmistamiseksi ja kovetetaan altistettaessa ultraviolettivalolle. UV-LEDien rengas, joka on asennettu suuttimen ympärille, kovettaa pastan puristettuna. EcoComp-hartsi on valmistettu kasviöljystä, ja kuten PLA, se hajoaa kompostoidessaan, jolloin materiaali on hiili-neutraali. EcoComp-hartsi on kuitenkin hyvin stabiili maan alla. Jos se haudattaisiin, se itse asiassa vähentäisi hiilen määrää ilmakehässä.

[Email protected] (fabathome.org) -projekti käyttää paljon yksinkertaisempaa ekstruusiomenetelmää kuin RepRap: mekanismi on yksinkertaisesti moottorikäyttöinen ruisku.

Sarja 30 ruiskuputkea ja mäntää maksaa 36 dollaria, joten on helppo kokeilla eri materiaaleja. Tämä voi olla hauskaa - maapähkinävoita, jäänpoistoa, hammastahnaa - jos voit ruiskuttaa sen ruiskusta, se purkautuu. Joidenkin maapähkinävoita sisältävien juomien tekeminen voi olla vaikeaa, mutta hauskaa on kokeilussa. Betty Crocker Easy Squeeze Koristeellinen jäätävyys toimii hyvin ja voisi olla hyvä 3D-koristeille.

Silikoni toimii myös hyvin [sähköposti suojattu]. Se kovettuu 24 tunnin kuluessa jonkin verran kumimateriaaliin. On myös mahdollista saada johtavaa silikonia, joka mahdollistaa piirien upottamisen. Kiinteän mallin valmistamiseksi Fabraft-kansi näyttää Kraftmarkilta lupaavinta materiaalia. Se on kaksiosainen epoksi, joka on erittäin kestävä ja työstettävissä, ja se voidaan maalata kovetettaessa.

Kaikki nämä materiaalit voidaan puristaa huoneenlämpötilassa, mikä vähentää merkittävästi niiden monimutkaisuutta. Ironista kyllä, [sähköposti suojattu] ruiskutyökalu on erittäin kallista rakentaa 130 dollarin lineaarimoottorin takia, joka purkaa männän. Tämä on paljon rahaa, jos haluat saada lukuisia vaihdettavia puristuspäät.

Onneksi on paljon tapoja hakata tätä. Ensimmäinen menetelmä, joka tuli mieleeni, on vanhan evästepuristimen mukauttaminen. Nämä myyvät 5 tai 10 dollaria eBayssa, ja sinun tarvitsee vain porata ja napauttaa muutamia reikiä moottorin asentamiseksi. Valitsin $ 6 Solarbotics GM3: n. Minun evästekstruuderini on melko suuri, mutta vastaavaa menetelmää voitaisiin käyttää kaapatun mutterin ja ruuvin kanssa tavallisessa [email protected] -ruiskussa.

Tätä menetelmää, jota olen kuvannut, kutsutaan fused Deposition Modelingiksi (FDM). Melissa Ormen, Qingbin Liuin ja Robert Smithin kanssa on kehitetty vastaavaa menetelmää, jota kutsutaan tarkkuuden pisarapohjaiseksi nettomuotoiseksi valmistamiseksi (PDM) Kalifornian yliopistossa, Irvine.

Heidän työnsä on ollut alumiinilla, mutta prosessin odotetaan soveltuvan monenlaisiin metalleihin. Sulaa alumiinia pidetään grafiittivuoraisessa säiliössä, jossa on keskellä värähtelevä männänvarsi. Männänvarren sylinterit aiheuttavat tasaisia ​​alumiinipisaroita irtoamaan ja poistumaan säiliöstä pienen reiän läpi pohjassa. Toisin sanoen, se roiskuu ulos sulasta alumiinista. Nämä helmet jäähtyvät nopeasti, kun ne poistuvat, ja niitä voidaan käyttää esineiden rakentamiseen samalla tavalla kuin muovia. Tätä menetelmää edelleen jalostetaan, mutta kaupallisessa käytössä on muitakin lisäaineita, kuten selektiivinen lasersintraus (SLS).

SLS-prosessissa kerros kerrostetaan kerrokseen. Laseri jäljittää sitten halutun kohteen muodon jauheen päälle, fuusioimalla sen yhteen. Lisäkerrokset on asetettu ja sitten sulautettu, rakentamalla kohde. Tämä prosessi voidaan suorittaa lukuisilla materiaaleilla, mukaan lukien muovit ja metallit.

Erittäin samankaltaista tekniikkaa käytetään Arcamin EBM (elektronisuihku sulatus) -laitteissa, joissa elektronisuihku toimii alipaineessa titaania tai kromijauhetta. Vaikka laserit ja elektronipalkit muodostavat suhteellisen korkean esteen pääsylle, samoja käsitteitä voidaan soveltaa yksinkertaiseen lämpöpistooliin. CandyFab-projekti (candyfab.org) käyttää 10 dollarin, 500 W: n ilmanlämmityselementtiä, joka yhdistää puhtaan sokerin valmistamat mallit erinomaisin tuloksin (katso MAKE, Volume 12, sivu 38).

Kaikilla näillä 3D-tulostustekniikoilla on tärkeä ominaisuus: ne tarvitsevat 3-akselisen Cartesian-järjestelmän työkalun sijoittamiseksi, onko työkalu ruisku tai tarkennuslinssi. Rakenna yksi foorumi, ja voit kokeilla kaikkea evästeen taikinasta lasersinterointiin.

Osake

Jättänyt Kommenttia