Proces wytwarzanie elementu w technologii addytywnej zależy od metody jaką zastosujemy. Obecnie ich liczba ciągle wzrasta, jednak najważniejsze jakie można wśród nich wyróżnić to: drukowanie z termoplastów (FDM), drukowanie z żywic światłoutwardzalnych (SLA), drukowanie w pełnym kolorze (CJP), spiekanie proszków (SLS / DMLS /SLM) i inne. Budowa drukarki 3D jest przede wszystkim uzależniona od technologii jaką wykorzystuje oraz jak wysokiej jakości wydruku oczekujemy.
Budowa drukarki 3D w technologii FDM/FFF
- Stelaż – to obudowa i wszystkie elementy podtrzymujące części, z których składa się drukarka. Im stelaż jest solidniejszy, tym sztywniejszą konstrukcję ma całe urządzenie, co przekłada się na jakość drukowanych elementów. Może być wykonana z różnych materiałów np. metalu, drewna lub tworzyw sztucznych.
- Podłoże/stół – powierzchnia, od której rozpoczyna się drukowanie modelu i na której wspiera się zarówno element jak i podpory. Często jest podgrzewana, co minimalizuje ryzyko kurczenia się materiału z którego wykonywany jest model lub jego odklejania się pod wpływem kontaktu z zimnym blatem.
- Ekstruder – to jeden z najważniejszych elementów, jaki posiada drukarka 3D stosowana w technologii FDM/FFF. To swoistego rodzaju wytłaczarka filamentu, która pobiera jego odpowiednią ilość i kieruje do głowicy, gdzie jest on podgrzewany do odpowiedniej temperatury i tam zyskuje postać półpłynną.
- Głowica – urządzenie, które stapia dostarczony przez ekstruder filament i przeciska go przez dyszę do obszaru roboczego. Wyposażona w radiatory i wentylatory, które regulują temperaturę i nie dopuszczają do tego, by filament rozgrzewał się zbyt szybko, co mogłoby doprowadzić do zatkania dysz.
- Silniki krokowe – dzięki nim głowica wraz z ekstruderem oraz powierzchnia robocza mogą się poruszać w ściśle określony sposób. Zasilane są impulsami elektrycznymi, które powodują, że wirnik obraca się do określonej pozycji.
Prowadnice – umożliwiają precyzyjny ruch ekstrudera i podłoża po wyznaczonej powierzchni. - Płytka sterująca – jest to serce całego urządzenia. Bez niej drukarka 3D nie mogłaby w ogóle działać. To ona monitoruje cały proces drukowania 3D, steruje pracą silników krokowych oraz ustawia wszelkie niezbędne do prawidłowego wydruku modelu 3D parametry.
- Panel sterujący – dostarcza informacji na temat postępów w pracy nad modelem i daje możliwość wprowadzenia ustawień według indywidualnych potrzeb. Posiada gniazdo na kartę pamięci, więc wszelkie dane można wprowadzić bez konieczności korzystania z komputera.
- Filament – choć nie jest częścią drukarki, to jest niezbędny do jej funkcjonowania. Traktowany jako akcesoria do drukarek 3D.
Budowa drukarki 3D w technologii SLA
Budowa drukarki SLA jest dużo prostsza niż FDM. Nie ma w niej głowicy, grzałek, dysz, skomplikowanych układów, pasków i wielu silników krokowych. Najważniejszymi elementami w drukarkach stosujących technologię SLA są: dobra oś, elektronika sterująca i naświetlacz, którego lampa emituje promienie z zakresu potrzebnego do utwardzenia żywicy i tworzenie warstw. Bardzo ważnym jest aby śruba kulowa na oś Z oraz prowadnica liniowa z wózkiem były możliwie precyzyjne, zapewnia to sztywność w płaszczyźnie Z. Jest to bardzo istotne, bo dzięki tej precyzji eliminuje się całkowicie wobbling, który występuje w mniej dokładnych, tanich drukarek. Dodatkowe elementy w które może być wyposażona drukarka jest uchylny pojemnik na żywicę, ułatwiający podnoszenie osi Z, przy kolejnych warstwach. Zapobiega to zniekształceniom wydruku. Odrywanie wydruk w znacznym stopniu może ułatwić zastosowanie folii FEP.
Jak samemu zbudować drukarkę 3D?
Zbudowanie drukarki 3D samemu, nie posiadając żadnej wiedzy na ten temat jest wyzwaniem karkołomnym. Jest to dość duża inwestycja, która może się nam nie udać. Jeżeli jednak posiadamy podstawową wiedzę na temat budowy drukarek 3D, możemy podjąć się próby złożenia własnego zestawu. Mimo to, najlepszym rozwiązaniem będzie zakup gotowego, dopracowanego modelu. Można zaryzykować i zakupić tanią chińską drukarkę, ale można się na takim zabiegu mocno rozczarować. Dla entuzjastów projektów DIY, dobrym pomysłem jest zakup gotowego zestawy drukarki 3D do samodzielnego montażu. Wtedy mamy pewność, że towar będzie kompletny, oraz że jego jakość będzie wysoka.
Jeżeli jednak się uparliśmy i chcemy stworzyć swoją drukarkę to powinniśmy:
- Przygotować projekt drukarki. Im prostsza drukarka tym mniejsza szansa na to że popełnimy błąd. Projekt warto wykonać w programie typu CAD, gdzie będziemy w stanie znaleźć potencjalne błędy przed zakupem wymaganych elementów.
- Wybór rodzaju drukarki. Gdy wybierzemy rodzaj, a najlepiej model jaki chcemy odtworzyć, możemy zacząć obliczać koszty elementów. Podczas wyboru konstrukcji warto także zwrócić uwagę na łatwość montażu i lekkość konstrukcji.
- Kompletowanie części oraz montaż. Przy kompletowaniu części warto zwrócić uwagę na ich jakość. Im lepsza jakość tym większa precyzja naszej drukarki.
- Montaż zaczynamy od złożenia ramy i stołu. Następnie składamy ekstruder z głowicą oraz podpinamy elektronikę sterującą. Mocujemy silniki krokowe i krańcówki. Na koniec sprawdzamy oprogramowanie i dokonujemy kalibracji. Gotowe!
