Proces wytwarzania elementu w technologii przyrostowej zaczyna się na długo przed uruchomieniem drukarki 3D. Co tak właściwie dzieje się wcześniej? Na czym polega proces tworzenia wirtualnej geometrii, która stanie się rzeczywistym detalem? Przyjrzyjmy się temu procesowi na przykładzie elementu przygotowanego do wydruku w technologii FDM…
Aby wydrukować obiekt przestrzenny, potrzebujemy przede wszystkim model 3D przygotowany w odpowiednim formacie.
Etap pierwszy – przygotowanie geometrii
Druk 3D rozpoczyna się od przygotowania przestrzennego modelu w programie typu CAD. Tego typu oprogramowanie oferuje szerokie spektrum możliwości projektowania elementów – od stricte parametrycznych, z dokładnością zachowaną co do mikrona, aż po bardziej artystyczne, oparte na pracy z formą. Oczywiście nie musimy robić tego całkiem sami. Internet pełen jest dostępnych modeli gotowych do wydruku – mniej lub bardziej potrzebne przedmioty codziennego użytku, figurki ulubionych postaci z gier czy filmów – wachlarz możliwości jest naprawdę szeroki.
Modele, przystosowane do druku 3D, potocznie nazywane są „esteelkami„. Ich nazwa pochodzi od formatu tego typu plików – STL. Typowy plik w tym formacie ma strukturę, w ramach której zapisane są współrzędne wierzchołków płaskich trójkątnych ścianek. Geometria modelu jest upraszczana przy pomocy siatki trójkątów.
Prawidłowy zapis danych do formatu STL minimalizuje ryzyko niepoprawnego odwzorowania numerycznego a następnie fizycznego. Warto dołożyć wszelkich starań, aby na tym etapie uzyskać element o optymalnych parametrach siatki trójkątów.
Etap drugi – dzielenie geometrii
Wykonanie wirtualnej geometrii to wciąż za mało, by móc przejść do procesu tworzenia fizycznego elementu. Plik musi trafić do tzw. slicera, w którym model zostaje poddany niezbędnym modyfikacjom, polegającym przede wszystkim na podzieleniu bryły na poziome warstwy. Pozwala to na wygenerowanie swoistej ścieżki robocze, jaką będzie poruszała się głowica nakładająca materiał (w technologii FDM).
Dodatkowo, oprogramowanie wytwarza podpory w miejscach, gdzie są niezbędne. Podpory są generowane automatycznie, tak aby nie dochodziło do nakładania warstw materiału w powietrzu. Oprogramowanie pozwala na wybranie struktury podpór czy gęstość ich rozmieszczenia.
Na tym etapie pracy precyzuje się również parametry druku 3D, takie jak grubość warstwy, procent wypełnienia czy szybkość drukowania.
Dane zapisane w ten sposób to G-code, możliwy do zinterpretowania przez drukarkę 3D. Z technicznego punktu widzenia jest to zbiór cyfr i liter, które oznaczają proste komendy (np. rozgrzej ekstruder lub zmień położenie).
Etap trzeci – drukowanie 3D
To jak będzie wyglądał dalszy ciąg procesu tworzenia uwarunkowany jest przez wiele czynników jak dobór materiału czy parametrów druku. Ostatni etap kończy wykonanie warstwowego modelu, który może zostać poddany później ewentualnej obróbce.
