เครื่องพิมพ์ 3 มิติพิมพ์ด้วยอะไร?

หากก่อนหน้านี้เครื่องพิมพ์ 3D (เครื่องจักรที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งสร้างชิ้นส่วนโดยใช้วิธีการเติมแต่ง) ที่พิมพ์แบบจำลองสามมิตินั้นถูกนำมาใช้ในสภาวะการผลิตเท่านั้น ทุกวันนี้แทบทุกคนสามารถซื้ออุปกรณ์เพื่อการใช้งานส่วนตัวได้ การใช้พวกมันคุณสามารถสร้างได้เกือบทุกอย่าง ตั้งแต่เครื่องประดับเล็ก ๆ ไปจนถึงอาวุธและแม้กระทั่งสิ่งก่อสร้าง

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

เทคโนโลยีการพิมพ์แบบเติมเนื้อได้รับการพัฒนาในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา เครื่องพิมพ์ 3 มิติเริ่มแพร่หลายในช่วงต้นศตวรรษที่ 21

หลักการทำงานของเครื่องจักรสำหรับการพิมพ์ชิ้นส่วนสามมิติสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน:

• การสร้างแบบจำลองในโปรแกรม
• ประมวลผลโมเดลโดยใช้ซอฟต์แวร์
• การสร้าง (การพิมพ์) ของวัตถุโดยการซ้อนวัสดุ

มีเทคโนโลยีการพิมพ์แบบเติมสารหลายอย่าง ได้แก่:

1. วิธีการสะสมแบบหลอมรวม (FDM) แบบจำลองถูกสร้างขึ้นโดยการวางด้ายขี้ผึ้ง โลหะ หรือพลาสติกที่หลอมเหลวตามลำดับที่กำหนด
2. การพิมพ์หินสามมิติ (SLA) โพลีเมอร์เหลวถูกใช้เป็นพื้นฐานสำหรับวัตถุซึ่งจะแข็งตัวภายใต้อิทธิพลของรังสีเลเซอร์
3. ฟิวชั่นเลเซอร์แบบเลือกสรร (SLM)เทคโนโลยีที่สร้างชิ้นส่วนโลหะของส่วนประกอบและชุดประกอบจากเศษโลหะตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์
4. การพิมพ์ดิจิตอล LED (DLP) เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้พลาสติกเหลวซึ่งจะแข็งตัวภายใต้อิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลต

อ้างอิง! หนึ่งในการพัฒนาล่าสุดโดยนักวิทยาศาสตร์คือเครื่องพิมพ์ชีวภาพ ซึ่งเทคโนโลยีการพิมพ์เกี่ยวข้องกับการสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อ วัตถุถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อหยดที่มีเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งจะต้องเริ่มแบ่ง เติบโต และแก้ไข

เครื่องพิมพ์ 3 มิติพิมพ์ด้วยอะไร?

ขึ้นอยู่กับพื้นที่ใช้งานและวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ วัสดุต่างๆ สามารถใช้สร้างแบบจำลองสามมิติได้

เอบีซีพลาสติก

ชื่อทางวิทยาศาสตร์ของพลาสติกคือ อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน เป็นหนึ่งในวัสดุสิ้นเปลืองที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างแบบจำลองเชิงปริมาตรเนื่องจากมีคุณสมบัติเชิงบวกมากมาย - ทนต่อแรงกระแทก ความยืดหยุ่น และความต้านทานการสึกหรอ นอกจากนี้พลาสติก ABC ยังปลอดสารพิษและไม่มีกลิ่น คุณสามารถซื้อวัสดุในรูปแบบของแกนม้วนด้ายบาง ๆ

สำคัญ! สามารถสร้างแบบจำลองที่มีความหนาแน่นสีเดียวเท่านั้นจากพลาสติก ABC ผลิตภัณฑ์จะมีความทนทานและจะไม่สูญเสียรูปลักษณ์และคุณภาพหากเก็บให้ห่างจากแสงแดดโดยตรง

อะคริลิก

ต่างจากพลาสติก ABC ตรงที่อะคริลิกสามารถใช้พิมพ์โมเดลโปร่งใสได้ จุดหลอมเหลวของมันเกินกว่า 240 องศาเซลเซียส ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเนื่องจากอะคริลิกจะแข็งตัวเร็วมากเมื่อเย็นลง

สำคัญ! ฟองอากาศที่เกิดขึ้นในอะคริลิกอาจทำให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเสียรูปลักษณ์ได้

คอนกรีต

สำหรับการพิมพ์บนเครื่องเติมเนื้อจะใช้คอนกรีตชนิดใหม่ซึ่งเกือบจะเหมือนกับวัสดุก่อสร้างที่ทำจากหิน จนถึงปัจจุบัน มีการสร้างเฉพาะตัวอย่างทดสอบเท่านั้น อุปกรณ์ขนาดใหญ่สามารถพิมพ์บ้านหลังเล็กได้ภายในเวลาไม่ถึงวัน

กระดาษ

โมเดลกระดาษที่พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3D มักใช้เพื่อสร้างต้นแบบของโครงการคอมพิวเตอร์ ตัวแบบเองนั้นไม่คงทนหรือมีรูปลักษณ์ที่น่าดึงดูด แต่ถูกสร้างขึ้นด้วยความเร็วสูงสุดเป็นประวัติการณ์ อุปกรณ์ที่ใช้กระดาษเป็นวัสดุสิ้นเปลืองจะสร้างแบบจำลองโดยการติดกาวชั้นหนึ่งลงบนอีกชั้นหนึ่ง

สำคัญ! กระดาษเป็นหนึ่งในวัสดุที่เข้าถึงได้และแพร่หลายที่สุดสำหรับการสร้างแบบจำลองที่บ้าน

ไฮโดรเจล

วัสดุอ่อนนุ่มที่เข้ากันได้ทางชีวภาพกับเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ เพื่อสร้างอุปกรณ์ขนส่งต่างๆ ที่สามารถส่งยาได้ลึกเข้าไปในร่างกายมนุษย์

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาจึงสร้างหุ่นยนต์ที่มีความสูงไม่เกิน 1 ซม. โดยวางเซลล์เนื้อเยื่อหัวใจไว้บนพื้นผิวซึ่งเมื่อหดตัวจะทำให้พวกมันเคลื่อนไหว มีการวางแผนว่าหุ่นยนต์ดังกล่าวในอนาคตจะสามารถมีส่วนร่วมในการวินิจฉัยและการรักษาโรคต่างๆ ที่มีความรุนแรงแตกต่างกันได้

ยิปซั่ม

วัสดุยิปซั่มในการพิมพ์ 3 มิติแพร่หลายพอๆ กับกระดาษ อะคริลิก หรือพลาสติก โมเดลที่ทำจากพวกมันนั้นไม่ทนทานเป็นพิเศษ แต่ราคาที่ไม่แพงก็ครอบคลุมสถานการณ์นี้อย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ยิปซั่มใช้ในการออกแบบโครงการนำเสนอ

เส้นใยไม้

ใยไม้เป็นวัสดุนวัตกรรมใหม่ แนวคิดในการสร้างสรรค์เป็นของนักประดิษฐ์ชื่อดังพรรคไก่เส้นใยประกอบด้วยใยสังเคราะห์และไม้ธรรมชาติ มีคุณสมบัติคล้ายกับโพลิแลกไทด์ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากไม้โอ๊คจะคล้ายกับสิ่งของที่ทำจากไม้โอ๊คหรือไม้เบิร์ชธรรมชาติ แต่กลับมีความแข็งแรงและทนทานมากกว่า

สำคัญ! ปัจจุบัน เส้นใยไม้ใช้ในเครื่องพิมพ์ RepRap เท่านั้น

น้ำแข็ง

รูปร่างน้ำแข็งที่มีความสวยงามเป็นพิเศษสามารถสร้างได้บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ตั้งแต่ปี 2549 ด้วยการพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาสองคน เป็นที่ชัดเจนว่าไม่เพียงแต่อะคริลิกและกระดาษเท่านั้นที่สามารถใช้เป็นวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการพิมพ์ 3 มิติได้ ส่วนผสมของน้ำและเมทิลอีเทอร์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 22 องศาจะกลายเป็นวัตถุขนาดเล็ก ซึ่งแน่นอนว่าไม่ทนทานและแข็งแรงเป็นพิเศษ

ผงโลหะ

ด้วยการใช้ผงโลหะ จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีความทนทานสูง - ชิ้นส่วนและอะไหล่สำหรับอุปกรณ์และอิเล็กทรอนิกส์ และแม้แต่เครื่องประดับก็พิมพ์จากโลหะมีค่าน้ำหนักเบาและโลหะผสม เช่น ทองแดง อลูมิเนียม ทอง และ เงิน.

สำคัญ! ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากผงดังกล่าวมีค่าการนำความร้อนสูง เพื่อต่อต้านมัน จึงมีการเติมชิปเซรามิกลงไป

ไนลอน

ไนลอนมักใช้ในการสร้างแบบจำลองสามมิติ เนื่องจากชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือนั้นมีความนุ่มและยืดหยุ่น

สำคัญ! ไนลอนมีข้อเสียหลายประการ รวมทั้งความเป็นพิษด้วย

โพลีคาโปรแลคโตน

Polycaprolactone ถือเป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่ได้รับความนิยมมากที่สุดชนิดหนึ่งสำหรับการสร้างแบบจำลองแบบเติมแต่ง มันละลายได้ดีภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ แข็งตัวเร็ว ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและไม่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง

โพลีคาร์บอเนต (พีซี)

โพลีคาร์บอเนตเป็นพลาสติกที่สามารถรักษาลักษณะและคุณสมบัติไว้ได้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่ต่างกัน ใช้เพื่อสร้างโมเดลงานหนัก

โพลีแลคไทด์ (PLA)

โพลีแลคไทด์ได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด มันถูกสร้างขึ้นจากหญ้าหมักหัวบีทและข้าวโพดและชีวมวล ข้อเสียของโพลีแลคไทด์คือความเปราะบางและความสามารถในการสลายตัวภายใต้อิทธิพลของความร้อนและแสง

โพรพิลีน (PP)

โพรพิลีนได้รับการยอมรับว่าเป็นมวลพลาสติกที่เบาที่สุดในโลก ทนทานต่อการเสียดสีได้ดีแต่ละลายได้น้อยกว่า เปลี่ยนรูปร่างในความเย็นและไม่เสถียรต่อออกซิเจน

โพลีฟีนิลซัลโฟน (PPSU)

โพลีฟีนิลซัลโฟนมีลักษณะคล้ายแก้วธรรมดา มีความแข็งแรงกว่าโพลีโพรพีลีนหลายเท่า มาเป็นการสร้างแบบจำลอง 3 มิติจากอุตสาหกรรมเครื่องบินและได้รับการยอมรับว่าเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติต้านทานความร้อนและความแข็งสูง

โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (HDPE)

โพลีเอทิลีนพบได้ในชีวิตประจำวันในเกือบทุกขั้นตอน ใช้ทำภาชนะพลาสติกสำหรับเครื่องดื่ม ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ และภาชนะ ท่อพีวีซี ฯลฯ เป็นผู้นำด้านการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากสามารถนำมาใช้ในเทคโนโลยีใดก็ได้ที่รู้จัก

ช็อคโกแลต

เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ “ขับเคลื่อนด้วยช็อคโกแลต” จะกลายเป็นคุณลักษณะที่ร้านขายขนมทุกร้านต้องมีในไม่ช้า ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา คุณสามารถสร้างตัวเลขจากวัสดุที่สวยงามและมีความซับซ้อนได้ เทคโนโลยีสำหรับการสร้างสรรค์ประกอบด้วยการเรียงชั้นช็อกโกแลตหนึ่งชั้นตามลำดับซึ่งจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วในความเย็น

วัสดุอื่นๆ

มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติให้เลือกมากมายในโลกที่ใช้วัสดุสิ้นเปลืองที่ไม่คาดคิดที่สุดซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้มะนาว อาหาร และแม้กระทั่งอินทรียวัตถุที่มีชีวิต ไม่ว่าพวกเขาจะได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางและเป็นที่ต้องการหรือไม่ เวลาเท่านั้นที่จะบอกได้