Nincs szükség kompromisszumra

Komplex geometriák megfizethető 3D-nyomtatótechnológiával

A műanyagszálas 3D-nyomtatási technológia (FDM) mára már bárki számára elérhető, hiszen a 2009-ben lejárt szabadalmaknak köszönhetően bármelyik fejlesztő cég piacra dobhat ilyen elven működő asztali 3D-nyomtatót. A verseny hangsúlya az árról a minőségre és a funkcionalitásra tevődik át. 

hirdetés

Ez a szemléletmód tükröződik az Ultimaker legújabb kétfejes 3D-nyomatójában, amely technikai újításainak köszönhetően képes átvenni többtízmilliós ipari gépek feladatait. Ezzel költséghatékony alternatívát kínál minőségi kompromisszumok nélkül.

Új válasz a régi problémákra

Aki próbálkozott már műanyagszálas 3D-nyomtatással, jól tudja: a modellek felületi minősége nem mindig elégít ki minden igényt, ráadásul az olcsó, egyfejes gépek által generált támaszok eltávolítása sokszor idegőrlő folyamat is lehet: az apró támaszokat manuálisan kell eltávolítani, majd a szabadon maradt felületet csiszolással meg is kell tisztítani. Így hiába additív a gyártástechnológiánk, egy-egy bonyolultabb formavilágú modell nyomtatása rengeteg utómunkát kíván, a belső üregekkel rendelkező modellekről ráadásul nem is lehet maradéktalanul eltávolítani a támaszokat, hiszen nem férünk hozzá. A nyűg komolyságát példázza, hogy a Next Generation Additive Manufacturing projekt becslése szerint egy 3D-nyomtatott alkatrész teljes gyártási költségének akár 70 százalékát is a manuális utómunka teheti ki. Az Ultimaker legújabb gépei, a FreeDee Printing Solutions által forgalmazott kétfejes Ultimaker 3 és Ultimaker 3 Extended azonban éppen erre a problémára adnak professzionális megoldást a lélektani egymilliós beruházási költséghatár alatt.

Ultimaker 3 kétfejes 3D-nyomtatók
Ultimaker 3 kétfejes 3D-nyomtatók

A több tízmillió forintos műanyagszálas gépek eddig azért voltak lépéselőnyben, mert a támaszokat egy második extruderből, másik fajta termoplasztikus polimerből nyomtatták, ezek a támaszok pedig a nyomtatás után egy lúgos oldószerben ultrahangos mosóval leoldhatók. Ezért a kényelmes eljárásért eddig a felhasználóknak nagyon mélyre kellett nyúlniuk a pénztárcájukba. Az elérhető árú dual-extruderes 3D-nyomtatókkal pedig mindeközben sok volt a probléma. Az esetek többségében az egyik fejen ott maradt olvadék sokszor belekenődött a másik fej által nyomtatott rétegekbe. Így a kétszínű nyomtatásunk is sokszor “maszatos” lett, az oldható támasz pedig sokszor belelógott a modell-anyag kontúrjaiba.

Miben más az Ultimaker 3?

A problémát az ipari nyomtatók úgy oldották meg, hogy a nem használt extruder fúvókáját néhány mm-rel megemelték, amíg a másik fej dolgozott. A jóval kedvezőbb árú asztali 3D-nyomtatókban eddig nem volt elérhető ilyen műszaki megoldás, egészen mostanáig. A nemrég bemutatott Ultimaker 3 és Ultimaker 3 Extended gépek a több millió forintos 3D-nyomtatókhoz hasonlóan képesek megemelni a támaszt nyomtató másodlagos extruder fúvókáját, így tökéletesen tiszta és pontos modellek előállítására képesek akár két különböző színből, akár oldható támaszanyaggal. Ráadásul teszik mindezt zseniálisan egyszerű módon: a készülék mechanikusan, egy karral emeli fel a düznit, amelyet szerszámváltáskor egy, a készülék oldalára rögzített konzolba beakasztva húz fel. A fejlesztők gyakorlatilag néhány sornyi extra g-kóddal és egy műanyag konzol segítségével reprodukálták az ipari gépek egyelőre szabadalommal védett folyamatait. Így az Ultimaker 3 még a mágikus egymillió forintos költségtartományban maradt, miközben akár 60 mikronos rétegfelbontásával tökéletesen képes kiváltani a jóval drágább FDM gépek szerepét.

Az Ultimaker 3 fejes megoldása cserélhető fejmagokkal
Az Ultimaker 3 fejes megoldása cserélhető fejmagokkal

Az Ultimaker 3 másik különlegessége, hogy nyomtatófej magjai egyetlen kézmozdulattal cserélhetők, így attól függően, hogy kétszínű modell anyaggal, vagy oldható támasszal szeretnénk használni a masinát, tudunk A vagy B jelű, adott alapanyagra optimalizált nyomtatófejet használni. Az oldható támaszoknak köszönhetően pedig bármilyen komplex, sok alámetszést tartalmazó geometria könnyen kinyomtatható, és nem kell attól sem tartanunk, hogy a támaszok eltávolítása során sérülne az alkatrész felületi minősége. Az oldható támasz ABS modellanyag esetében a D-limonén vegyszerben oldódó HIPS (polisztirol), PLA modellanyag esetén pedig a vízoldható PVA. Fontos a modellanyaghoz a megfelelő támaszanyag kiválasztása, hiszen a két anyagnak nagyjából egy hőmérsékleten, azonos zsugorodással kell rendelkeznie. Emellett fontos az is, hogy egymáshoz is jól tapadjanak a különböző termoplasztikus polimerek.

Mozgó alkatrészek nyomtatására is jó

Ezzel a módszerrel egymásba metsző, mozgó alkatrészek is könnyedén elkészíthetők, valamint a legkomplexebb geometriákat is ki tudjuk nyomtatni tökéletes felületi minőséggel. A képen látható légcsavar nyomtatása egyfejes géppel is lehetséges lenne, azonban a támaszok eltávolítása után visszamaradó érdes felület sem aerodimanikai, sem esztétikai szempontból nem elégítené ki az alkatrésszel szemben támasztott műszaki követelményeket. Vízoldható PVA támaszanyaggal nyomtatva azonban a támaszok lemosása után szabad szemmel meg sem tudnánk állapítani, melyik sík volt alul vagy felül a nyomtatási folyamat során. Az Ultimaker 3-mal készíthetünk egymásban elforgó, koncentrikus alkatrészeket is, amilyen a második képen látható modell, amelyben több, egymásban elforduló elem található, melyek mozogni is képesek. Könnyű belátni, hogy ezzel a módszerrel akár működő golyóscsapágyat vagy állítható csavarkulcsot is készíthetünk anélkül, hogy a nyomtatón kívül egyéb eszközt (csiszolópapír, sniccer, reszelő) kellene használnunk.

Alkatrészek oldható támaszanyaggal
Alkatrészek oldható támaszanyaggal

Az oldható támaszok mellett a kétfejes 3D-nyomtatás további lehetőségei a két színnel nyomtatott modellek, amelyek így tiszta kontúrokkal, nem kívánt színátmenetek nélkül készülhetnek el. A képen látható csavarozó-prototípusok is ezzel az eljárással jöttek létre, így könnyű szerrel készülhet el több változat ugyanabból a koncepcióból anélkül, hogy utólag a modellt felületkezelni és festeni kellene. A betűk kontúrjánál látszik igazán, mennyire tiszta munkára képesek a fejemeléssel dolgozó professzionális kétfejes Ultimaker 3 gépek: nincsen nyoma a másik fejből származó foltnak az elsődleges fej által nyomtatott területeken.

Ultimaker 3 kétfejes 3D-nyomtatók
Ultimaker 3 kétfejes 3D-nyomtatók

Nem kell tehát többé néhány tízmillió forintos gépet vásárolnunk ahhoz, hogy akármilyen szabadformát, összetett geometriát vagy mozgó, egymásban elforgó szerkezeteket tudjunk 3D-nyomtatni. A két színnel történő nyomtatás pedig noha még messze van a full color technológiáktól, mégis sokkal érdekesebb és szemléletesebb prototípusok vagy akár végtermékek készíthetők kétféle alapanyagból. Ráadásul a szokásos PLA alapanyag mellett a fűthető tálcának és az opcionálisan temperálható kamrának köszönhetően olyan ipari polimerekkel is dolgozhatunk az Ultimaker 3-on, mint az ABS vagy a Nylon.

Az Ultimaker gépeit a héten, május 9–12. között élőben az Ipar Napjain, a FreeDee Printing Solutions standján (G pavilon 102A2) is megtekinthetik az érdeklődők.

Szabó Diana, Freedee Printing Solutions
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[205715] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés