A 3D nyomtatás sokkal általánosabb technológiává vált, és szinte minden áron kaphatók nyomtatógépek. A legtöbb ember, aki 3D nyomtatót szeretne, valószínűleg talál magának megfelelő modellt. Ennek ellenére a 3D nyomtatás még annyira új, hogy kevesen tudják, hogyan működik. 

Éppen ezért itt az ideje, hogy válaszoljon a „ Hogyan^(How) működik a 3D nyomtatás?” kérdésre. Nagyon jó esély van arra, hogy végül használnia kell egyet!

Additív vs kivonó 3D nyomtatás^{(Additive vs Subtractive 3D Printing)}

A 3D nyomtatásnak két nagy kategóriája van. A saját kezűleg megvásárolható 3D nyomtatók szinte mind „additív” gépek. Más szavakkal, 3D objektumokat építenek anyag hozzáadásával (általában rétegenként), amíg az objektum elkészül. Azok a 3D nyomtatók, amelyekre az emberek gondolnak, amikor azt hallják, hogy „3D nyomtató” szinte mindig az adalékanyagok fajtája.

A kivonó 3D nyomtatás nagyon más. Itt egy fix mennyiségű anyaggal kezdi, majd távolítja el az anyagot, amíg csak a kész tárgy marad meg. Egy márványból szobrot készítő szobrász kivonó módszert használ. A kivonó gépek általában nagy műhelyekben és ipari környezetben találhatók. A CNC^(CNC) maró (számítógépes numerikus vezérlés) rendszerek talán a legismertebb példa.

Innentől kezdve csak az adalékos gépekre fogunk koncentrálni, mivel ezek az átlagfogyasztó számára relevánsak. Csak tudd, hogy a kivonógépek a 3D nyomtatók ugyanabba a kiterjesztett családjába tartoznak, mint az, amelyet az asztalra teszel.

Olvasztott lerakódási modellezés, sztereolitográfia és szelektív lézeres szinterezés^{(Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering)}

Az additív 3D nyomtatás három fő módszere az FDM (fused deposition modeling), a sztereolitográfia ( SLA ) és a szelektív lézerszinterelés ( SLS ).

A da Vinci FDM nyomtató^{(The da Vinci FDM Printer)(The da Vinci FDM Printer)}

Az FDM^(FDM) a leggyakoribb fogyasztói szintű rendszer. Az ilyen típusú nyomtatóknál az anyagszálat egy forró nyomtatófejen vezetik át. A nyomtatófej pontosan a 3D-térben van elhelyezve, és a pontos programozott utasítások szerint rak le egy réteg anyagot. Különféle megközelítések léteznek az FDM -mel kapcsolatban , de hamarosan rátérünk erre.

A Nobel SLA nyomtató^{(The Nobel SLA Printer) (The Nobel SLA Printer )}

A sztereolitográfia^{(Stereolithography)} sokkal kevésbé elterjedt a fogyasztói rendszerekben. Ezek a nyomtatók lézereket használnak a folyékony gyanta szilárd műanyaggá történő kikeményítésére. Általában a tárgyat egy gyantatartályból „kihúzzák”, rétegről rétegre képződve, ahogy felemelkedik az anyagból. Az elmúlt években az SLA nyomtatók kompaktabbá és megfizethetőbbé váltak. Tehát valódi alternatívája az FDM nyomtatóknak, attól függően, hogy milyen típusú végső modellt választ.

A szelektív^(Selective) lézeres szinterezés ( SLS ) erős lézert használ a polimer por olvasztására. A tényleges por a nyomat tartószerkezeteként szolgál, így az ilyen típusú nyomtatáshoz nincs szükség speciális állványzatra. Az SLS^(SLS) nem egy olyan típusú FDM , amelyet az asztalon találhat meg. Ez egyelőre még ipari technológia.

Derékszögű és delta robotnyomtatók^{(Cartesian & Delta Robot Printers)}

Delta robotnyomtató^{(A Delta Robot Printer)(A Delta Robot Printer)}

Az FDM^(FDM) nyomtató legelterjedtebb típusa a derékszögű 3D nyomtató. A név derékszögű koordinátákra utal. Ez az XYZ koordináta, amit mindannyian tanultunk az iskolában. A nyomtatófej bármely XYZ koordinátára mozgatható a nyomtatási kötettéren belül. A matematika egyszerű, a nyomtatók meglehetősen megfizethetőek, és a nyomtatási minőség precíz. 

Attól függően azonban, hogy az XYZ koordináták mennyire szemcsések, előfordulhat, hogy az ívelt felületek nem olyan simaak, mint amilyenek lehetnek, ami némi kézi befejező munkát igényel.

A Delta^(Delta) robotnyomtatók más megközelítést alkalmaznak. A nyomtatófej három karra van felszerelve, amelyek három sínen futnak. Az egyes karok magasságának változtatásával a nyomtatófej lenghet. Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy a nyomtatófej valódi görbületben lendüljön, és lehetővé teszi a magas tárgyak nyomtatását a nyomtatási térfogaton belül.

Alapvetően minél hosszabbak a sínek, annál magasabb lehet a modell. Az XYZ koordináták helyett a delta robotnyomtatók trigonometriát használnak a nyomtatófej helyzetének kiszámításához. A végeredmény az, hogy nem érik el ugyanazt a nyomtatási felbontást, mint a derékszögű nyomtatók.

Ahhoz, hogy valóban megértsük a delta robot koncepcióját, működés közben kell látnia. Nézze meg ezt a videót Johann Rocholltól^{(Johann Rocholl)} , és gyorsan megértheti a koncepciót.

Figyelje^(Notice) meg a karok csuklósságát és azt, hogy a nyomtatófej milyen szabadon és simán tud mozogni.

3D nyomtató anyagok^{(3D Printer Materials)}

A 3D nyomtatók sokféle anyagot használnak, de két műanyag van, amelyek messze a legelterjedtebbek a fogyasztói alkalmazásokban: az ABS és a PLA .

Az ABS^(ABS) ( akrilnitril-butadién-sztirol^{(Acrylonitrile Butadiene Styrene)} ) pontosan ugyanaz a műanyag, amelyből a LEGO kockák készülnek. Ez a műanyag kihűléskor hajlamos a vetemedésre, ezért fűtött nyomtatóágyas nyomtatóra van szüksége. Elég ütésálló, de nem különösebben erős. Alkalmas prototípus-alkatrészek, sőt nem teherhordó végalkatrészek készítésére is.

A PLA^(PLA) ( Polylac Acid^{(Polylactic Acid)} ) olvadáspontja alacsony, nem vetemedik meg nagyon, könnyű vele dolgozni, és kevesebb a sikertelen nyomat. Ezenkívül túlságosan törékeny bármilyen gyakorlati használatra, de zseniális a sima, részletgazdag modellek létrehozásához, amelyeket csak nézni kell.

A jó hír az, hogy a legtöbb fogyasztói 3D nyomtató mindkét olcsó anyaggal működik. Így szükség szerint megváltoztathatja őket.

Egy másik lehetőség a nejlonszál^(Nylon) , és vannak olyan nyomtatók is, amelyek fát vagy fémet használnak anyagként. A következő generációs nyomtatók egynél több filamentet is képesek kezelni egyszerre, ami lehetővé teszi a vegyes anyagú vagy többszínű nyomatokat.

A tipikus 3D nyomtatási folyamat^{(The Typical 3D Printing Process)}

Ha még soha nem készített 3D-nyomatot saját maga, valószínűleg kíváncsi, hogyan működik a felhasználó szemszögéből. Noha a 3D nyomtató használata nem olyan egyszerű, mint a 2D nyomatok kiütése lézer- vagy tintasugaras nyomtatón, közel sem olyan nehéz, mint gondolná.

Miután a nyomtatót a kézikönyvnek megfelelően beállította, a kalibráció és a szintezés megfelelően történt, először egy modellre van szüksége a nyomtatáshoz.

Elkészítheti saját modelljét, például a Zbrush vagy az AutoCAD^{( Zbrush or AutoCAD)} segítségével , de a legtöbb ember valószínűleg letölt egy modellt egy online webhelyről. Az első állomás mindenképpen a Thingiverse legyen , amely valószínűleg a felhasználók által benyújtott modellek leghíresebb gyűjteménye. Azonban számos alternatíva^{(alternatives)} létezik .

Miután megkapta a modellt kompatibilis formátumban, megnyitja azt a nyomtatóhoz kapott szoftverben. Mindegyik másképp néz ki és működik, de az alapkoncepció ugyanaz. Előfordulhat, hogy először kezeljen egy 3D-s modellt a Meshmixerrel^(Meshmixer) , amely biztosítja, hogy a 3D-s modell szilárd és alkalmas legyen a nyomtatásra.

A 3D nyomtatószoftverben kiválaszthatja a modell méretét és minőségét, a szoftver pedig az egyes nyomtatási rétegeket képviselő „szeletekre” alakítja. Kiszámítja azt az „állványzatot” is, amelyet ki kell nyomtatni, hogy támassza a modellt készítés közben. Ez a cucc letörhető, ha a nyomtatás kész.

Az összes előkészítő munkával a háta mögött kezdődhet a nyomtatás. A minőségi beállításoktól függően előfordulhat, hogy sokáig várnia kell! A kiváló minőségű nyomatok néhány órától néhány napig terjednek. Szerencsére^(Thankfully) egyes 3D nyomtatók segítségével távolról is nyomon követheti a nyomtatás folyamatát egy alkalmazáson keresztül.

Amint a nyomtatás elkészült, vegye le az ágyról, majd törje le az állványzatról. Sok esetben csiszolópapírral és speciális vágószerszámokkal kell befejeznie a modellt a hiányosságok eltávolításához. Vannak, akik még a modelljüket is lefestik! Az egyetlen igazi határ a kreativitásod.

Ha 3D nyomtatót szeretne vásárolni, ezek a mi legjobb választásaink^{(best picks)} , és ha kevés a költségvetés, ezek zsebbarátabb lehetőségek.

HDG Explains : How Does 3D Printing Work?

3D printing has become a much more mainstream teсhnology, with printing machines available at just about every price point. Most people who want а 3D printer can probably fіnd a model they can affоrd. Despite this, 3D printing is ѕtill so new that few people know how it works. 

This is why now is a good time to answer the question “How does 3D printing work?”. There’s a very good chance you’ll have to use one eventually!

Additive vs Subtractive 3D Printing

There are two broad categories of 3D printing. The 3D printers that you can buy yourself are almost all “additive” machines. In other words, they build 3D objects by adding material (usually in layers) until the object is complete. The 3D printers people think of when they hear “3D printer” is almost always of the additive variety.

Subtractive 3D printing is very different. Here you start with a fixed amount of material and then remove material until only the finished object is left. A sculptor making a statue out of marble is using a subtractive method. Subtractive machines are usually found in large workshops and industrial settings. CNC milling (computer numerical control) systems are probably the best-known example.

We’ll only be concentrating on additive machines from here on out, since they’re relevant to the average consumer. Just know that subtractive machines belong to the same extended family of 3D printers as the one you might put on a desk.

Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering

The three main methods of additive 3D printing are FDM (fused deposition modelling), stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS).

The da Vinci FDM Printer

FDM is the most common consumer-grade system. With these types of printers a filament of material is passed through a hot print head. The print head is precisely positioned in 3D-space and deposits a layer of material according to exact programmed instructions. There are different approaches to FDM, but we’ll get to that in a moment.

The Nobel SLA Printer 

Stereolithography is much less common in consumer systems. These printers use lasers to cure a liquid resin into a solid plastic material. Usually, the object is “pulled” from a vat of resin, forming layer by layer as it rises from the material. In recent years SLA printers have become more compact and affordable. So it’s a real alternative to FDM printers, depending on what type of final model you settle on.

Selective laser sintering (SLS) uses a powerful laser to fuse a polymer powder. The actual powder acts as a support structure for the print, so this type of printing doesn’t need special scaffolding. SLS is not a type of FDM you’ll find on the desktop. It’s still an industrial technology for now.

Cartesian & Delta Robot Printers

A Delta Robot Printer

The most common type of FDM printer is the cartesian 3D printer. The name refers to cartesian coordinates. That’s the XYZ coordinates we all learned in school. The print head can be moved to any XYZ coordinate within the print volume space. The math is simple, the printers are pretty affordable and print quality is precise. 

However, depending on how granular the XYZ coordinates are, curved surfaces might not be as smooth as they could be, requiring some manual finishing work.

Delta robot printers take a different approach. The print head is mounted to three arms that run on three rails. By varying the height of each arm, the print head can swing. This design allows for the print head to swing in true curves and also allows for tall objects to be printed within the print volume.

Basically, the longer the rails are, the taller the model can be. Rather than XYZ coordinates, delta robot printers use trigonometry to calculate print head position. The end result is that they can’t reach quite the same print resolution as cartesian printers.

To really understand the delta robot concept, you need to see it in action. Have a look at this video by Johann Rocholl and you’ll quickly get the concept.

Notice the articulation on the arms and how freely and smoothly the print head can move.

3D Printer Materials

3D printers use a variety of materials, but there are two plastics that are by far the most common in consumer-grade applications: ABS and PLA.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) is exactly the same plastic that LEGO bricks are made of. This plastic is susceptible to warping when cooling down and needs a printer with a heated print bed. It’s quite impact resistant, but not particularly strong. It’s suitable for making prototype parts and even final parts that aren’t load-bearing.

PLA (Polylactic Acid) has a low melting point, doesn’t warp much, is easy to work with and has fewer failed prints. It’s also far too brittle for any practical use, but it is brilliant for creating smooth, detailed models that are only meant to be looked at.

The good news is that most consumer 3D printers will work with both of these inexpensive materials. So you can change them out as your needs require.

Nylon filament is another option and there are even printers that use wood or metal as a material. Next-generation printers can also handle more than one filament at a time, allowing for mixed material or multi-color prints.

The Typical 3D Printing Process

If you’ve never made a 3D print yourself, you’re probably curious about how it actually works from a user perspective. While using a 3D printer isn’t as easy as knocking out 2D prints on a laser or inkjet printer, it’s not nearly as difficult as you might think.

After setting up the printer according to the manual, with calibration and levelling done correctly, you first need a model to print.

You can make your own model, using something like Zbrush or AutoCAD, but most people are likely to download a model from an online site. The first stop should definitely be Thingiverse, which is quite possibly the most famous collection of user-submitted models. However, there are many alternatives.

After getting a model in a compatible format, you’ll open it up in the software that came with your printer. They all look and work differently, but the basic concept is the same. You may also want to first treat a 3D model with Meshmixer, which ensures that a 3D model is solid and suitable for printing.

In the 3D printer software, you’ll pick the size and quality of the model and the software will convert it into “slices” representing each print layer. It will also calculate the “scaffolding” that has to be printed to support the model while it’s being made. This stuff can be broken off when the print is done.

With all that prep work behind you, the print can begin. Depending on the quality settings, you might be in for a long wait! High quality prints vary from a few hours to a few days. Thankfully, some 3D printers let you monitor the progress of your print remotely via an app.

Once the print is done, you’ll remove it from the bed and then break it free of the scaffolding. In many cases you’ll have to finish the model using sandpaper and special cutting tools to remove imperfections. Some people even paint their models! The only real limit is your creativity.

If you’re itching to buy a 3D printer, these are our best picks and if you’re on a budget, these are more pocket friendly options.

Related posts

• A HDG elmagyarázza: Mi az a CAPTCHA és hogyan működik?

• A HDG elmagyarázza: Hogyan működik a GPS?

• HDG elmagyarázza: Hogyan működik a kiterjesztett valóság?

• A HDG elmagyarázza: Mi az SFTP és FTP?

• A HDG elmagyarázza: Mi az a számítógépes szerver?

• A HDG elmagyarázza: Hogyan működik a WiFi?

• Hogyan működik a vezeték nélküli töltés?

• HDG elmagyarázza: Hogyan működik a Google Chromecast?

• 12 Chromebook-tipp és trükk

• A HDG elmagyarázza: Mi az a Markdown, és melyek azok az alapok, amelyeket tudnom kell?

• A HDG elmagyarázza: van vírusom? Itt vannak a figyelmeztető jelek

• Végső hibaelhárítási útmutató a Windows 7 függő problémákhoz

• A HDG elmagyarázza: Mi a JavaScript és mire használható az online?

• A HDG elmagyarázza: Mi az a repülőgép üzemmód az okostelefonon vagy táblagépen?

• HDG elmagyarázza: Mi az a BIOS?

• 5 nagyszerű dolog, amit a régi RAM-mal megtehetsz

• A Windows.old mappa törlése a Windows 7/8/10 rendszerben

• 4 helyzet, amikor az élő helymegosztás életet menthet

• Nyerje le a vezeték nélküli hálózat biztonsági kulcsát a Windows rendszerben

• A HDG elmagyarázza: Mi a számítógépes port és mire használják?