3D nyomtatás – kezdőknek
Az alábbi fejezetet azoknak szánom, akik szeretnének
megismerkedni a 3D nyomtatással, de nem tudják, hogy merre induljanak neki.
1. Milyen
gépet válasszunk?
Amikor 3D nyomtatásra adjuk a fejünket, több kérdés is
felmerülhet bennünk. Az első, és leglényegesebb, hogy mit szeretnénk vele
kezdeni. Ha csak hobbi szinten, magunknak szeretnénk nyomtatni, kipróbálni a
modellezés és a nyomtatás világát, akkor nem érdemes egyből a legdrágább
készülékek felé kacsintgatnunk.
Azt ajánlom, hogy egy középkategóriás gép fele
induljunk el ilyenkor, amelynek a fenntartása, karbantartása és működtetése nem
lesz megterhelő a pénztárcánk számára.
Fontos még azt is számításba vennünk, hogy milyen
alapanyaggal szeretnénk dolgozni. Jelenleg a legelterjedtebb a műanyag
nyomtatás, és kezdőknek szerintem célszerű ezzel kezdeni, hiszen a gyanta, fém
és egyéb anyagok könnyen eltömődhetnek nyomtatás közben, ami hamar kudarcba
fulladt nyomtatásokat eredményezhet, így ha szeretnénk már kezdetben
sikerélményekkel indítani, akkor célszerű a műanyag nyomtatás felé elindulnunk.
Ender-3 V3 SE
A Creality által gyártott Ender-3 típusú 3D nyomtató
3. verziójának az „SE” modellje például kiváló választás lehet első
nyomtatónak. Jelenleg 50.000-100.000 forint között már hozzájuthatunk egy ilyen
géphez.
Alapanyagok szintjén PETG, PLA és TPU anyagok
nyomtatására alkalmas [erről bővebben később fogok írni]. A modellező tere
220mm x 220 mm x 250 mm, ami azt jelenti, hogy 22 centi széles, 22 centi hosszú
és 25 centi magas modelleket készíthetünk ezzel a géppel. 250 mm/s nyomtatási
sebességgel rendelkezik, de ez természetesen a szeletelés közben állítható, ez
a maximális sebessége.
Ezen felül rendelkezik automatikus szintezéssel, ami
azért hasznos, főleg kezdőknek, mert a nyomtatási magasság beállítása a sikeres
nyomtatás egyik alapja [erről is írok bővebben].
2. Milyen
alapanyaggal dolgozzunk?
A fentebb említett Creality Ender PETG, PLA és TPU
anyagok nyomtatására alkalmas. De mi is a különbség az alapanyagok között?
Mi az a filament?
A filament a 3D nyomtatás során használt nyersanyag,
amelyet leggyakrabban FDM (fused deposition modeling) nyomtatókban alkalmaznak.
Ez egy hosszú, vékony műanyagszál, amit a nyomtatófej megolvaszt, majd rétegről
rétegre felvisz a nyomtatási felületre, hogy létrehozza a 3D modellt. A
filamenteket tekercsekben árulják, különböző átmérőben, a leggyakoribbak a 1,75
mm-es és a 2,85 mm-es vastagságúak.
PETG
A PETG (a személyes kedvencem), azaz
polietilén-tereftalát-glikol egy olyan hőre lágyuló műanyag, amelynek anyagi
tulajdonságai jó versenytárssá teszik funkcionális tárgyakhoz. Általában vizes
palackokban és élelmiszer-tartályokban található meg, tehát
élelmiszer-biztonságosnak számít a vetélytársaival szemben. Használható olyan
tárgyak készítéséhez, amelyek érintkeznek az élelmiszerekkel, például konyhai
kiegészítők, kempingeszközök, tárolók és egyebek. Hőmérsékletállósága miatt
(bizonyos mértékig) mosogatógépben is mosható. Az anyag emellett tartós és
rendkívül ütésálló. 230-265 Celsius fokos nyomtatási hőmérséklettel lehet vele
dolgozni, és etil-acetáttal lehet a felületét lesimítani (tehát ha vattára
öntünk egy kis körömlakklemosót, és azzal megdörzsöljük, akkor az segít a
felületének egyenletesítésében).
Ami viszont hátránya lehet, főleg kezdőként, az az,
hogy a PETG filament szálazódik nyomtatás közben, ami a nyomtatáshoz szükséges
magas hőmérsékletnek köszönhető, így lehetővé teszi a szál szabad áramlását, de
hajlamos arra, hogy két pont között haladva szálakat hagyjon maga után.
Egy másik, bár kisebb hátrány, hogy a PETG hajlamos a
karcolódásra. Ez egyes felhasználók számára talán egyáltalán nem számít, de
mások számára ez egy abszolút kizáró ok.
PLA
A poli-tejsav (PLA) egy növényi alapú műanyag,
amelynek alapanyaga általában kukoricakeményítő. Megújuló nyersanyagokból
készült hőre lágyuló polimerként teljesen vagy részben biológiailag lebomló. A
PLA a három anyag közül a legnépszerűbb.
A PLA rendkívül könnyen nyomtatható, általában
eltömődés nélkül folyik ki a 3D nyomtató fúvókájából, és a többi szálhoz képest
viszonylag alacsony nyomtatási hőmérséklettel rendelkezik. Másik nagy előnye,
hogy olcsó: 1 kg PLA 7-9000 Ft-ba kerül, azaz a szolgáltatók igénybevétele
esetén is kedvezőbb árakkal számolhatunk. 175-200 Celsius fokos nyomtatási
hőmérséklettel nyomtatható, és a felület simítására egyedül a csiszolás lehet
megoldás, erre megfelelő egy puhább csiszolópapír, vagy kisebb felületekre nekem
tökéletesen bevált a műköröm készítéséhez tartozó alapanyagok között található
„buffer”, ami egy szivacs szerű reszelő, puha felületű, így biztosan nem töri
el az elkészült modellünket, és a sarkai lekerekítettsége és merevsége miatt
apróbb, szűkebb részekre is kiválóan elérhetünk vele.
A PLA filament hajlamos deformálódni vagy megolvadni
nagy hőhatás esetén, így nem praktikus olyan alkatrészeknél, amelyek
hőállóságot igényelnek. Ez még a forró környezeti körülményekre is vonatkozik,
például egy autó műszerfalára egy napsütéses nyári napon. A PLA másik hátránya,
hogy törékenyebb társaihoz képest. Ütközéskor hajlamos arra, hogy összetörjön,
így kevésbé strapabíró, mint az ABS vagy a PETG, ezért inkább esztétikai, mint
mechanikai felhasználásra alkalmas.
TPU
TPU (Thermoplastic polyurethane) egy flexibilis filament,
gumiszerű tulajdonságokkal. Ezt általánosan az autóalkatrészek, háztartási
készülékek vagy orvosi eszközök elkészítéséhez használják.
Ez az anyag rugalmas, amely lehetővé teszi a műanyag
könnyű nyújtását és hajlítását. Nagyon ütésálló anyagról beszélünk, ami
olyan alkatrészek nyomtatására alkalmas lehet, amik a mindennapos használatban
gyakran kophatnak. 225-245 Celsius fokos nyomtatási hőmérséklettel lehet
nyomtatni.
Hátránya közé tartozik viszont, hogy nagyon nehéz
nyomtatni, kezdőknek nem is szokták ajánlani, a szálazódás és eltömődés
lehetőségei miatt.
3. Hogyan
kezdjük el a nyomtatást?
Miután megvan a gépünk és a szükséges filamentünk,
neki is kezdhetünk a nyomtatásnak. De hogyan?
Legelőször telepítsünk a számítógépünkre egy megfelelő
szeletelő programot. A Creality Ender rendelkezik saját, ingyenes szeletelő
programmal, de én személy szerint (egy szintén ingyenes) a Cura nevű szeletelő
programot ajánlom. Ezt mindenkinek személyenként érdemes kikísérleteznie, hogy
számára, és a gépe számára melyik vált be a legjobban.
Miután megvan a szeletelő programunk, készítsük el,
vagy keressünk az interneten egy modellt, amit szeretnénk kinyomtatni. Ha
magunk készítenénk el, akkor a Blender nevű ingyenes programot ajánlom
modellezésre, viszont, ha eleinte szeretnénk csak úgy nyomtatgatni, akkor a
Thingiverse nevű weblap a legmegfelelőbb számunkra. Ez egy 3D nyomtatásra
alkalmas modell-adatbázis, ami szintén ingyenes.
Ha a Thingiversen megtaláltuk a megfelelő modellünket,
akkor letöltés után meg kell nyitnunk a letöltött file-t a szeletelő
programunkban. Ha feldolgozta a program, akkor érdemes beállítanunk a programot
az anyagunkkal és a gépünkkel kompatibilis specifikációk szerint. Egy későbbi
bejegyzésben részletesen leírom, hogy melyik anyagnál mit érdemes beállítani,
azokat az információkat ott gyűjtöm majd össze.
Ha megvan a beállítás, akkor a szeletelés (slicing)
gombra kattintva megkapjuk a szükséges STL file-unkat. Lényegében ez
tartalmazza azokat az adatokat, hogy rétegenként milyen koordinátákat kell a
nyomtató fejnek (extrudernek) érintenie a nyomtató felületen, és hány rétegből
fog állni a modellünk, így lesz pontos a nyomtatás – és ezért lényeges maga a
szeletelő program, mert mindegyik szeletelő program máshogy adja meg a
szükséges koordinátákat.

Ha megvagyunk a szeleteléssel, akkor nyugi, már nincs
sok hátra! Most jön a szintezés. Az automatikusan szintező gépekkel kevesebb
probléma szokott ennél a feladatnál lenni, de ahol nincs ilyen beépített
lehetőség, ott bizony magunknak kell ezt megtenni. A nyomtató bekapcsolása után
engedjük le a nyomtató fejet nyomtatási fázisba (fontos, hogy ne legyen
bekapcsolva, hogy nyomtasson is, hiszen egyrészt megégethetjük magunkat a
felforrósodott nyomtató fejjel, másrészt a kiengedett olvadt műanyag gátolni fog
bennünket a szintezés folyamatában). Miután le lett engedve a nyomtatófej,
vegyünk egy sima A/4-es papírlapot. és a nyomtatófelület egyik sarkába állítsuk
be a nyomtatófejet, tegyük alá a lapot és szintezzük be a nyomtatófelület (azaz
ágy) alatt található tekercsek és rugók segítségével. Ha nincs ellenállás,
amikor oda-vissza húzza a papírt a fúvóka és az ágy között, állítsd be a
legközelebbi szintezőcsavart a rés meghúzásához. Ügyelj arra, hogy ne gyakorolj
nyomást a 3D nyomtató ágyára (például a kezével), mert ez annyira lenyomja az
ágyat, hogy a rés nagyobb lesz, mint amilyen valójában. Ismételten csúsztasd a
papírt, és addig állítsd be a csavart, amíg enyhe húzódást nem érzel a fúvóka
és az építőlemez felől.
Ismételd meg ugyanezt a folyamatot az összes többi
sarkon. Ha a sarkok rendben vannak, helyezd a nyomtatófejet az alaplap
közepére, és ellenőrizd, hogy ott is ugyanaz az ellenállás érezhető-e. Ha
szükséges, állítsd be újra a csavarokat.
Végül ellenőrizd újra az egyes sarkokat és a közepét,
mivel az egyik sarokban végzett beállítások hatással lehetnek a többire. Ha ez
a helyzet, ismételje meg a teljes eljárást, amíg mind az öt pont
kiegyenlítődik.
És ezzel meg is vagyunk az alapokkal, kezdődhet a
nyomtatás!