Υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι οι εκτυπωτές ευρείας μορφής, ειδικότερα, μετακινούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η διακόσμηση σπιτιού και ακόμη και τα ρούχα. Και η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει απόλυτο νόημα όταν θεωρείται ως άλλη μια βιομηχανική εφαρμογή εκτύπωσης.

Όποιος έχει επισκεφτεί μια έκθεση εκτύπωσης τα τελευταία χρόνια, θα έχει πιθανώς δει έναν επιτραπέζιο τρισδιάστατο εκτυπωτή, που συνήθως παράγει μικρές πλαστικές φιγούρες, και ίσως αναρωτιέται πώς αυτό θα μπορούσε να σχετίζεται με τη βιομηχανία εκτύπωσης. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μικρή διασταύρωση μεταξύ της τρισδιάστατης εκτύπωσης και της εκτύπωσης γραφικών, αλλά και πάλι δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο οι εταιρείες εκτύπωσης θα πρέπει να περιορίζονται σε εφαρμογές γραφικών. Πράγματι, υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι οι εκτυπωτές ευρείας μορφής, ιδίως οι εκτυπωτές ευρείας μορφής, κινούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η διακόσμηση σπιτιού και ακόμη και η ένδυση. Και η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει απόλυτο νόημα αν τη δούμε ως άλλη μια βιομηχανική εφαρμογή εκτύπωσης.

Η βασική ιδέα πίσω από όλες τις τρισδιάστατες εκτυπώσεις είναι ότι τα αντικείμενα μπορούν να σχεδιαστούν και να τεμαχιστούν σε στρώματα σε ένα αρχείο CAD, έτσι ώστε ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής να μπορεί στη συνέχεια να τοποθετήσει φυσικά κάθε διαδοχικό στρώμα πάνω στο προηγούμενο στρώμα για να δημιουργήσει το αντικείμενο. Υπάρχουν περίπου δώδεκα διαφορετικές προσεγγίσεις, καθεμία από τις οποίες προσφέρει το δικό της μείγμα κόστους, ποιότητας και παραγωγικότητας και η καθεμία είναι κατάλληλη για το δικό της φάσμα υλικών, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία πλαστικών και μεταλλικών κραμάτων, ακόμη και ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Παλιά τεχνολογία

Η παλαιότερη τεχνολογία χρονολογείται πάνω από 30 χρόνια πίσω και αρχικά αναφερόταν ως “ταχεία πρωτοτυποποίηση”, η οποία συνοψίζει εύστοχα την πρώτη αγορά-στόχο, το σχεδιασμό προϊόντων, όπου συχνά είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν γρήγορα πρωτότυπα. Πριν από περίπου δέκα χρόνια, πολλοί προμηθευτές προσπάθησαν να προωθήσουν την τεχνολογία στην καταναλωτική αγορά και επινόησαν την ονομασία “τρισδιάστατη εκτύπωση” ως έναν ευκολότερο τρόπο να απευθυνθούν στο ευρύ κοινό. Υπήρξε μια περιορισμένη έκρηξη, αλλά όταν η φούσκα έσκασε πολλοί από αυτούς τους πωλητές χρεοκόπησαν. Ωστόσο, η τεχνολογία συνέχισε να εξελίσσεται, σε σημείο που να είναι πλέον κατάλληλη για βιομηχανική χρήση, οδηγώντας στον πιο πρόσφατο όρο, “πρόσθετη κατασκευή”, που αντικατοπτρίζει τον αυξανόμενο αριθμό εξαρτημάτων που κατασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο. Η ονομασία τρισδιάστατη εκτύπωση έχει κολλήσει, και πολλοί κατασκευαστές προσθετικών προϊόντων εξακολουθούν να αναφέρονται στα μηχανήματά τους ως “εκτυπωτές”, ακόμη και αν με την έννοια των γραφικών δεν γίνεται πραγματική εκτύπωση.

Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν αρκετές διαδικασίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που κάνουν χρήση της τεχνολογίας εκτύπωσης inkjet, η οποία θα ήταν αναγνωρίσιμη σε οποιονδήποτε από τον κόσμο των γραφικών. Η πιο συνηθισμένη από αυτές είναι η εκτόξευση συνδετικού υλικού, όπου ο εκτυπωτής τοποθετεί ένα υλικό σε σκόνη και στη συνέχεια εκτοξεύεται ένα συνδετικό υγρό που μοιάζει με κόλλα ανάλογα με το σχήμα που απαιτείται, κολλώντας τη σκόνη μεταξύ τους για να σχηματίσει ένα στρώμα ενός αντικειμένου. Στη συνέχεια, η αχρησιμοποίητη σκόνη απομακρύνεται με βούρτσα και η κλίνη πέφτει προς τα κάτω και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Μόλις ολοκληρωθεί η εκτύπωση, εφαρμόζεται θερμότητα για να καεί το υπόλοιπο συνδετικό υλικό και να διασφαλιστεί ότι το υλικό έχει συγκολληθεί μεταξύ του σχηματίζοντας ένα στερεό αντικείμενο.
HP σε αυτό.

Λεζάντα: (Εκτυπωτής και σταθμός επεξεργασίας).

Ένα καλό παράδειγμα είναι η σειρά τρισδιάστατων εκτυπωτών JetFusion της HP, με τον πιο προσιτό να είναι η σειρά 300, η οποία έχει θάλαμο δόμησης 190 x 254 x 248 χιλιοστά και μπορεί να παράγει λειτουργικά εξαρτήματα μηχανικής ποιότητας. Υπάρχει η δυνατότητα επιλογής μονόχρωμων ή έγχρωμων συσκευών, με ενσωματωμένο και ιδιαίτερα αυτοματοποιημένο σύστημα παροχής υλικών, ώστε οι εκτυπωτές να μπορούν να λειτουργούν χωρίς επίβλεψη για κάποιο χρονικό διάστημα.

Μια παραλλαγή αυτού του τρόπου είναι η πυροσυσσωμάτωση υψηλής ταχύτητας ή HSS, όπως χρησιμοποιείται τόσο από την Xaar 3D όσο και από τη Voxeljet και εργάζεται με υλικά που βασίζονται σε πολυμερή. Όπως και με την εκτόξευση συνδετικού υλικού, αυτό περιλαμβάνει πρώτα την τοποθέτηση της σκόνης του υλικού στην κλίνη και στη συνέχεια την εκτόξευση ενός ρευστού για να καθοριστεί το σχήμα που κατασκευάζεται. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, το υγρό απορροφά υπέρυθρη θερμότητα, έτσι ώστε όταν η θερμότητα εφαρμόζεται στην κλίνη σκόνης να λιώνει μόνο τη σκόνη που είναι απαραίτητη για τη διαμόρφωση του επιθυμητού σχήματος.

Jet μπροστά

Μια άλλη προσέγγιση είναι η εκτόξευση υλικών, η οποία περιλαμβάνει την εκτόξευση ενός ρευστού που είναι ιδιαίτερα φορτωμένο με στοιχεία του υλικού κατασκευής. Αυτό είναι σημαντικά πιο δύσκολο λόγω της πολύ μεγαλύτερης πιθανότητας απόφραξης της κεφαλής εκτύπωσης, για να μην αναφέρουμε το σύστημα τροφοδοσίας που μεταφέρει το υγρό από τη δεξαμενή του στο θάλαμο υγρών της κεφαλής εκτύπωσης. Ένα καλό παράδειγμα είναι ο τρισδιάστατος εκτυπωτής Carmel 1400, όπως αναπτύχθηκε από την XJet, ο οποίος διατίθεται τόσο σε εκδόσεις εκτύπωσης μετάλλων όσο και σε εκδόσεις εκτύπωσης κεραμικών.

Λεζάντα: Ο Ultimaker S3 είναι ένας προσιτός επιτραπέζιος τρισδιάστατος εκτυπωτής ικανός να κατασκευάζει πλαστικά αντικείμενα.

Εκτός από αυτά, υπάρχουν επίσης πολλά επιτραπέζια μοντέλα που είναι σχετικά φθηνά στην αγορά και είναι ικανά να παράγουν μικρά αντικείμενα. Ένα καλό παράδειγμα είναι το Ultimaker S3, το οποίο χρησιμοποιεί τη μέθοδο Fused Filament Fabrication, που ουσιαστικά σημαίνει ότι κατασκευάζει εξαρτήματα με την εξώθηση ενός πλαστικού νήματος. Έχει επιφάνεια κατασκευής 230 x 190 x 200 mm.

Μια άλλη εναλλακτική λύση είναι η MarkForged, μια αμερικανική εταιρεία που παράγει τρισδιάστατους εκτυπωτές χρησιμοποιώντας την αρκετά συνηθισμένη προσέγγιση μοντελοποίησης με τη μέθοδο της συντηγμένης εναπόθεσης, αλλά η οποία έχει επίσης αναπτύξει μια σειρά από σύνθετα υλικά, όπως νάιλον με ίνες άνθρακα, για τους εκτυπωτές της που τους επιτρέπουν να παράγουν εξαρτήματα με εξαιρετική ισορροπία μεταξύ αντοχής, μικρού βάρους και σχετικά χαμηλού κόστους.

Πηγαίνετε μαζικά

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι πολλές εταιρείες εκτύπωσης ευρείας μορφής χρησιμοποιούν ήδη τον εκτυπωτή Massivit 1800 3D για την παραγωγή μεγάλων αντικειμένων προβολής, κυρίως για διαφημίσεις και εκθέσεις, καθώς και για σκηνικά για τον κινηματογράφο και την τηλεόραση. Η συσκευή αυτή έχει επιφάνεια κατασκευής 145cm x 111cm x 180cm, αρκετά μεγάλη για την παραγωγή μοντέλων ανθρώπων σε φυσικό μέγεθος, χρησιμοποιώντας ένα ιδιόκτητο υλικό ζελέ που σκληραίνει υπό υπεριώδες φως.

Λεζάντα: Ο Massivit 1800 Pro είναι ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής για οθόνες μεγάλου μεγέθους που διαθέτει εξώθηση μεταβλητής ανάλυσης.

Απαιτούνται κάποιες δεξιότητες στη χρήση ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή, αλλά τίποτα που θα προβλημάτιζε οποιονδήποτε με εμπειρία στην εκτύπωση γραφικών. Υπάρχει κάποια εργασία στην προετοιμασία, τη βελτιστοποίηση και την επαλήθευση των αρχείων, η διαδικασία εκτύπωσης πρέπει να επιβλέπεται, και στη συνέχεια υπάρχει το φινίρισμα – όλα αυτά ισχύουν και στον κόσμο των γραφικών. Το μεγαλύτερο πρόβλημα για τους περισσότερους ανθρώπους είναι η ανάγκη να σκέφτονται σε τρεις διαστάσεις, αλλά πολλοί άνθρωποι στον τομέα της συσκευασίας και της εκτύπωσης ευρείας μορφής για αντικείμενα σημείων πώλησης εργάζονται ήδη με αντικείμενα σε αρχεία CAD.

Τα τελευταία 20 περίπου χρόνια όλοι έχουμε δει πώς η ψηφιακή εκτύπωση καταλαμβάνει σταδιακά όλο και μεγαλύτερο κομμάτι της αγοράς εμπορικών εκτυπώσεων. Είναι αναπόφευκτο ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση θα ακολουθήσει ένα παρόμοιο μοτίβο για τους ίδιους λόγους, τη μείωση του κόστους και τη βελτίωση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Χρησιμοποιείται ήδη ευρέως στην κατασκευή πρωτοτύπων και γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη για την κατασκευή εργαλείων και μήτρων. Ένας μικρός αλλά αυξανόμενος αριθμός κατασκευαστών χρησιμοποιεί τώρα την τεχνολογία για την κατασκευή εξαρτημάτων τελικής χρήσης, εκμεταλλευόμενος τη δυνατότητα χρήσης δομών πλέγματος για τη δημιουργία ελαφρών εξαρτημάτων και βελτιστοποιώντας τη γεωμετρία για τον συνδυασμό πολλαπλών εξαρτημάτων σε ενιαία αντικείμενα με χαμηλότερο κόστος. Αυτό γίνεται ήδη για εφαρμογές μικρής διάρκειας και υψηλής αξίας, όπως εξαρτήματα αεροσκαφών, και επεκτείνεται σταδιακά σε κάθε μορφή κατασκευής, από παιχνίδια μέχρι ανταλλακτικά για εκτυπωτές. Και ποιος δεν θα ήθελε να συμμετάσχει σε αυτό;

Πηγή πληροφοριών: από δάπεδα μέχρι αμπαζούρ και όλα τα ενδιάμεσα. Οι οδηγοί αυτοί καθίστανται δυνατοί από μια ομάδα κατασκευαστών που συνεργάζονται με την Digital Dots.

Αυτό το άρθρο υποστηρίζεται από την HP και την Digital Dots.