Podstawy druku 3D

Druk 3D w technologii FFF/FDM jest w zasadzie podobny do zasady działania zwykłej drukarki atramentowej, w której ruchoma głowica nanosi na przesuwający się stopniowo papier atrament. W drukarce 3D atrament zamieniony jest na plastik, dołożona jest dodatkowa oś (pionowa), a samo urządzenie jest większe, głośniejsze i cieplejsze.

Podstawowa obsługa i pierwszy wydruk

Druk 3D polega na nakładaniu na siebie kolejnych warstw rozgrzanego plastiku. Warstwy mogą mieć różną wysokość, przy czym im niższa jest wysokość warstwy, tym wyższa będzie jakość wydruku oraz dłuższy będzie jego czas. Standardowe druki, które nie muszą być ani przesadnie piękne, ani przesadnie wytrzymałe wykonujemy w grubości warstw w okolicach 0.15-0.25mm.

Ruchoma głowica drukująca, którą opiszę dokładniej w dalszej części materiału przesuwana jest na osi X - prawo-lewo. To ona wypluwa z siebie rozgrzany plastik na podstawę lub wcześniej wydrukowane warstwy. Pierwsza warstwa wydruku kładziona jest na podgrzewanym, ruchomym stole, czyli platformie roboczej. Stół porusza się w osi Y - przód-tył. Sama oś X zamontowana jest zazwyczaj na prowadnicach i przesuwana jest w osi Z - góra-dół.

Model

Wydrukować możemy w zasadzie wszystko, przy założeniu, że drukowany przedmiot będzie mniejszy niż powierzchnia robocza drukarki po uwzględnieniu marginesów. Model, który planujemy drukować należy przygotować w formie pliku .stl. Niezależnie, czy będą to elementy bardziej inżynierskie, stworzone w oprogramowaniu CAD, czy coś bardziej ozdobnego, stworzonego w Blenderze, musimy wyeksportować plik STL, aby go potem obrobić.

Cięcie

Sterownik drukarki przyjmuje serię tzw. G-codes, które zawierają w sobie informacje o tym, co drukarka powinna zrobić - przesunąć głowicę w odpowiednie współrzędne, wysunąć filament, włączyć wentylator, schłodzić podłoże itd. Proces przetwarzania modelu 3D na kody, które przyjmie i odpowiednio zinterpretuje drukarka nazywany jest cięciem i wykonywany jest przy użyciu odpowiedniego programu. W tym programie wgrać należy plik STL, wybrać odpowiedni filament, dostosować ustawienia jakości, wygenerować gcode i wysłać plik do druku. Więcej o slicerach i ustawieniach w dalszych instukcjach.

Kalibracja

Drukarka tak naprawdę nigdy nie wie, w którym dokładnie miejscu znajduje się głowica. To znaczy wie, ponieważ wydruki mogą osiągać wyjątkowo wysoką dokładność, ale pozycja głowicy obliczana jest zawsze relatywnie od punktu “zerowego”. Każde przesunięcie głowicy w trakcie wydruku, które nie jest spowodowane przez drukarkę (np. z powodu blokady) sprawi, że wydruk nie dokończy się prawidłowo. Zerową pozycję w osiach X i Y drukarka jest w stanie ustalić samodzielnie, przesuwając odpowiednio głowicę i podłoże na sam koniec osi i wykrywając stycznikami krańcowymi dojazd elementu do końca osi. Oś Z kalibrować musimy samodzielnie. W naszej uczelnianej drukarce podłoże jest nieruchome, a drukarka samodzielnie tworzy jego mapę, aby brać w trakcie wydruku pod uwagę ewentualnie nierówności podłoża, jednak samodzielnie musimy ustalić odległość dyszy od podłoża w punkcie zerowym. Ma to ścisły związek z pierwszą, najważniejszą i kluczową warstwą wydruku. Jest to tak zwany Z-offset. Dysza drukarki, z której wyprowadzany będzie plastik znajdować się powinna w odległości ok. 0.1mm od podłoża - grubość kartki papieru.

Pierwsza warstwa

Pierwsza warstwa wydruku drukowana będzie na podgrzewanej powierzchni roboczej. Jakość tej warstwy determinować będzie jakość i powodzenie reszty wydruku. Cała pierwsza warstwa musi być wydrukowana bezbłędnie, aby wydruk miał jakiekolwiek szanse powodzenia. To oznacza, że plastik musi być przyklejony do podłoża, nie może w żadnym miejscu od niego odchodzić, powinien być równo rozprowadzony i nie wystawać nadmiarowo w żadnym miejscu ponad resztę warstwy. Dlatego też pierwsza warstwa drukowana jest powoli, a wentylator na głowicy jest wyłączony.