3D tisk

3D tisk Oblasti použití Materiály Technické limity Ceny Dodací podmínky

Ukázka výrobku | rodinný domek

Ukázka výrobku | historická fasáda

I tak pokroková a mnohostranně využitelná technologie, jako je 3D tisk, má svoje technická omezení daná svojí podstatou. Na této stránce vám poradím, jak připravit vaši předlohu k bezproblémovému tisku.

Velikost podložky

Velikost pracovní plochy tiskárny je 20 x 20 cm. Maximální výška je 20 cm. Vzhledem k tomu, že je potřeba určitý prostor k vytvoření rozjezdové linie kolem modelu (tzv. ohrádky), je nutné počítat, že maximální velikost jednotlivé součástky je d/š/v 18/18/20 cm. Nemějte ale strach, že 3D tisk neumožňuje tisk větších modelů. Není problém model rozdělit na menší součásti a pak slepit.

Větší součásti z plastu ABS ani nemá smysl tisknout. Na vině je smrštivost materiálu (viz dále)

Rastry

Je nutné počítat s tím, že výrobky z 3D tiskárny mají svůj charakteristický vzhled daný technologií tisku. Šíře jednoho pruhu vytlačovaného z trysky je 0,4 mm. Výška vrstvy je 0,15 - 0,5 mm, standardně 0,25 mm. Výška vrstvy závisí na tom, jak detailní si přejete model mít. Jednotlivé vrstvy a tahy trysky jsou viditelné. Viditelné rastry lze odstranit broušením nebo tmelením. Výrobek tím však ztratí svoji přirozenou barevnost a je nutné jej barvit syntetickými barvami nebo stříkat v lakovně. Přirozený rastr je často vhodné přiznat. U pracovních modelů nebo mechanických součástí není na závadu. Architektonické modely mohou často vypadat lépe s přiznaným rastrem (odpovídá např. struktuře omítky). U velmi členitých povrchů ani rastr odstranit nelze.

Podobu tiskového rastru mohu ovlivnit v nastavení tiskárny. Rastr může být diagonální, vodorovný, svislý nebo pravoúhle koncentrický.

Na povrchu mohou vznikat menší prohlubně nebo výstupky. Jejich vzniku lze zabránit nastavením více souvislých povrchových vrstev nebo nastavením většího množství výplně. Toto ale znamená větší spotřebu materiálu, delší čas výroby a tím pádem i vyšší cenu. Rovnováhu mezi cenou a kvalitou určuji podle zkušenosti.

Překlenování dutin

I v 3D tiskárně platí zákon gravitace. To znamená, že tiskárna nemůže takříkajíc tisknout do vzduchu. Každá další vrstva by měla ležet na vrstvách pod ní. Ideální jsou předměty tvaru krychle nebo pyramidy, ale to by 3D tiskárna asi nebyla moc užitečná, když by uměla vyrábět jen krychle a pyramidy. Proto 3D tiskárna naštěstí určitým způsobem zvládne tisknout i nad vzduch, a to za následujících okolností:

• Dutina překlenutá vodorovnou plochou - rozpětí dutiny by nemělo být větší než 2 cm.
• Šikmá plocha (např. střecha) - sklon střechy by v závislosti na tloušťce vrstvy neměl být nižší než 70 - 40 °. Čím tlustší vrstva, tím menší sklon je dovolen.
• Dutina překlenutá obloukem - rozpětí oblouku by nemělo být větší než 3,5 cm, oblouk by měl tvořit plný půlkruh. Při malých rozponech jsou možné i segmentové oblouky (nenavazující plynule na svislé podpory).
• Konzola nad svislou stěnu, ta ovšem může být velmi malá (0,5 mm !). Vysazené plochy s plochým dnem není možné vytisknout.

Materiál překlenující dutinu se může mírně propadat. Pokud je na vrcholu dutiny viditelný povrch, mělo by jej tvořit více plných vrstev.
Pokud je nutné překlenovat větší dutiny, 3D tiskárna k nim může vytisknout podpory. Tyto podpory je však nutné po dokončení odřezat a místa odlomů zapilovat. Podpory zvyšují spotřebu materiálu, zdržují tisk a tím pádem i zvyšují cenu.
Pokud vytváříte dutý předmět (kde jsou důležité jen vnější povrchy a bez mechanického namáhání), je vhodné jej tisknout jako plný a nastavit u něj malé procento výplně. Můžete tím uspořit materiál oproti tomu, když by uvnitř dutého předmětu měly být podpory.

Vyhnout se tisku do vzduchu můžete správnou rozvahou nad uložením modelu na podložku. Základní rovina by měla být zvolena tak, aby zaujímala co největší plochu. Dost často pak základní rovina pro tisk neodpovídá základní rovině ve skutečnosti. Např. stěnu s okny je potřeba tisknout naležato, nikoliv tak, jak stojí ve skutečném domě. Model obloukového mostu je zase vhodné tisknout jako položený na bok.

Může se ale stát, že vhodnou základní rovinu nelze najít. Jsou to případy, kdy tisknete předmět organického tvaru, který nemá žádnou souvislejší rovnou plochu. V tom případě nezbývá nic jiného, než model rozřezat. Nemusíte mít obavy, model lze z rozřezaných částí snadno slepit pomocí acetonu. Dochází k naleptání materiálu, díky čemuž pak vzniká pevný, monolitický spoj. Viditelný spoj na povrchu lze přebrousit tak, aby nebyl viditelný.
Velice rád pro vás určím, kudy je nejlepší vést řezové roviny a připravím jednotlivé tisknutelné části.

• Např. jednoduchý model auta. Nelze jej postavit na kola - podvozek se octne ve vzduchu. Nelze jej ani položit na bok - boční okna jsou sešikmená. Auto je podélně rozřezáno dvěma rovinami v úrovních vnitřní strany kol. Ke středu jsou následně přilepeny boční části s koly a sešikmenými bočními okny.
• Socha koně - Trup je přibližně v polovině rozříznut vodorovným řezem. Tiskne se pak spodní část trupu s nohama nahoru a horní část s krkem a hlavou nahoru
• Sedící postava - Je nutné vést více šikmých řezných rovin a postavu sestavit z jednotlivých částí těla.

Smrštivost materiálu

3D tisk z plastu probíhá za tepla, plast je na model přidáván v roztaveném stavu. Při chladnutí se ale plast výrazně smršťuje. Naštěstí je 3D tiskárna vybavena vyhřívanou podložkou, která brání, "scvrkávání" materiálu během tisku a nadměrnému zmenšování a kroucení po odejmutí finálního výrobku. Přesto však vyhřívání podložky může narazit na svoje limity, zejména u modelů velkých ploch. Pokud např. tiskneme stěnu o rozměrech přesahujících 15 cm, může se výrobek po sejmutí z podložky lukovitě prohnout nebo vrtulovitě zkroutit. Aby k tomu nedošlo, je nutné učinit následující:

• Objekty o velké ploše a o síle do několika centimetrů zásadně tiskneme naležato.
• Pokud výška plochého objektu přesáhne cca 5 mm, je nutné kolem něj tisknout tzv. ohrádku. Stěna vysoká právě tak jako tisknutý objekt funguje jako větrolam, zabraňuje nadměrnému ochlazování způsobenému pohybem podložky tiskárny a přirozeným prouděním vzduchu v místnosti. Ohrádku nemusíte přidávat do předlohy, řídící software tiskárny ji vytvoří sám.
• Šetřit s výplní objektu. Čím více materiálu je uvnitř, tím větší pnutí v něm také vzniká. Výplň objektu se vytváří automaticky a její hustotu nastavuji já.