3D nyomtatás 3.

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!