COMPUTER ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ
62
ΑΦΙΕΡΩΜΑ
στον υπολογιστή. Βεβαίως, όπως θα δείτε
παρακάτω, δεν είναι απαραίτητο να είναι
κάποιος γκουρού του CAD, μια και υπάρ-
χει η δυνατότητα αντιγραφής τρισδιάστα-
των αντικειμένων ή ακόμα και η δημιουργία
μιας 3D εκτύπωσης από φωτογραφία.
Στη συνέχεια αφού έχετε εξαγάγει το ει-
κονικό σας αντικείμενο σε .stl, θα πρέπει
να το μετατρέψετε σε κάποιο αρχείο που
να μπορεί να αναγνωρίσει ο εκτυπωτής.
Οι εκτυπωτές της Bits from Bytes, που
δοκιμάσαμε εμείς, δεν διαβάζουν απευθεί-
ας το πρόγραμμα CAD και δεν εκτυπώ-
νουν απευθείας από υπολογιστή, αλλά από
USB flash. Ωστόσο, το αρχείο .stl που έχει
προκύψει από το πρόγραμμα CAD θα πρέ-
πει να μετατραπεί σε g-code. Στην ουσία,
το g-code είναι ένα αρχείο κείμενου, και
περιλαμβάνει τις εντολές που ελέγχουν
τους σερβομηχανισμούς, την κεφαλή (ή τις
κεφαλές, εάν υπάρχουν δύο) και τον εξω-
θητήρα του υλικού. Η Bits from Bytes δια-
θέτει το δικό της πρόγραμμα για μετατρο-
πή σε g-code το Axon, ενώ μπορεί να χρη-
σιμοποιηθεί και το Skeinforge
ό την άλλη, οι εκτυπω-
τές της Objet, που επίσης είχαμε την ευ-
καιρία να δοκιμάσουμε, εκτυπώνουν απευ-
θείας από τον υπολογιστή μέσω του ειδι-
κού προγράμματος που αναλαμβάνει να
στείλει το σχέδιο που έχουμε σχεδιάσει σε
3
D με τη βοήθεια κάποιου από τα γνωστά
προγράμματα 3D σχεδίασης που κυκλοφο-
ρούν στην αγορά.
ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μέθοδοι
τρισδιάστατης εκτύπωσης, οι οποίες εξαρ-
τώνται από το υλικό που χρησιμοποιείται.
Κάποιες μέθοδοι λιώνουν πρώτα το υλικό
για να δημιουργήσουν τις στρώσεις (SLS –
Selective Laser Sintering, FDM – Fused
Deposition Modeling), ενώ άλλες απλώ-
νουν υγρό πολυμερές σε στρώσεις. Υπάρ-
χουν και άλλες μέθοδοι οι οποίες κόβουν
λεπτές φέτες υλικού (από χαρτί και πλαστι-
κό μέχρι μέταλλο), τις οποίες τοποθετούν
τη μία πάνω στην άλλη καθώς και άλλες
που χρησιμοποιούν πούδρα την οποία συ-
γκολλούν για να σχηματίσουν το στέρεο
αντικείμενο. Ας τις δούμε πιο αναλυτικά.
Εναπόθεση υλικού σε στρώσεις:
Η
συγκεκριμένη τεχνολογία (Additive Layer
Manufacturing - ALM) είναι η πιο απλή και
χρησιμοποιείται από τον εκτυπωτή της Bits
from Bytes.
Εδώ το υλικό εκτύπωσης αποτελείται
από ένα πολύ λεπτό σύρμα από ειδικό πο-
λυμερές, το οποίο οδηγείται προς τον εξω-
θητήρα δηλαδή, την κεφαλή εκτύπωσης -
για να κάνουμε έναν παραλληλισμό με
τους παραδοσιακούς εκτυπωτές inkjet.
Στον εξωθητήρα το υλικό λιώνει και ενα-
ποτίθεται στη βάση του εκτυπωτή. Με ειδι-
κούς σερβομηχανισμούς, η κεφαλή κινείται
συνεχώς δεξιά και αριστερά, γράφοντας
ουσιαστικά γραμμές του υλικού σε στρώ-
σεις τη μία πάνω στην άλλη, ενώ ταυτό-
χρονα ειδικά μοτέρ εξωθούν το καινούργιο
υλικό προς την κεφαλή το οποίο στερεο-
ποιείται στιγμιαία. Η διαδικασία επαναλαμ-
βάνεται συνεχώς, καθώς η βάση του εκτυ-
πωτή κινείται προς τον άξονα Z. Συνήθως
η κίνηση της κεφαλής γίνεται στους άξονες
X και Υ (δηλαδή δεξιά-αριστερά και μπρος-
πίσω) και η βάση προς τα κάτω. Η διαδικα-
σία επαναλαμβάνεται σε διαδοχικά επίπε-
δα μέχρις ότου να ολοκληρωθεί το προς
«
εκτύπωση» αντικείμενο. Το πάχος των
στρώσεων μπορεί να κυμαίνεται ανάλογα
με το μοντέλο. Οι εκτυπωτές της Bits from
Bytes δημιουργούν στρώσεις πάχους έως
και 0.125 mm, παράγοντας αντικείμενα με
πολύ καλή λεπτομέρεια, αν και οι στρώσεις
είναι εμφανείς με γυμνό μάτι.
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι διά-
φορα πολυμερή (δηλαδή πλαστικά), όπως
τα ABS, PC, PLA, PC/ABS και PPSU. Το
PLA είναι βιοδιασπώμενο και ως εκ τούτου
είναι φιλικό προς το περιβάλλον.
Τα υλικά αυτά διατίθενται σε καρούλια
συνήθως του ενός κιλού και βγαίνουν σε
διάφορα χρώματα (μπορούμε όμως να
χρησιμοποιήσουμε λευκό υλικό και να το
βάψουμε αργότερα με ακριλικό χρώμα).
Ανάλογα με το μοντέλο του εκτυπωτή που
χρησιμοποιούμε, μπορούμε να έχουμε πο-
λυχρωμίες ταυτόχρονα (αν υπάρχουν δύο
ή τρεις κεφαλές) ή αλλάζοντας κάθε φορά
υλικό στην κεφαλή (εάν υπάρχει μία κεφα-
λή).
Φωτοπολυμερισμός:
Η βασική τεχνολο-
γία εκτύπωσης, στην οποία χρησιμοποιεί-
ται ο φωτοπολυμερισμός είναι η στερεολι-
θογραφία (SLA – Stereolithography). Εδώ,
το υλικό εκτύπωσης βρίσκεται σε υγρή
μορφή και όχι σε στερεή, όπως στην παρα-
πάνω τεχνική. Η δημιουργία του αντικειμέ-
νου δεν γίνεται γραμμή προς γραμμή, αλ-
λά στρώση προς στρώση.
Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος «εκτύπωσης»
δεν εξαρτάται από το πόσο πλάτος έχει το
αντικείμενο, ή πόσα αντικείμενα θα εκτυ-
πωθούν μαζί, αλλά από το μεγαλύτερο
ύψος, δηλαδή τον αριθμό των στρώσεων.
Το πρόγραμμα του υπολογιστή μετατρέπει
το 3D αντικείμενο σε κάθετες τομές (όσο
περισσότερες είναι αυτές, τόσο μεγαλύτε-
ρη ακρίβεια θα έχει το τελικό αντικείμενο).
Με τη στερεολιθογραφία μπορούν να παραχθούν πολύπλοκα
αντικείμενα όπως αυτή η σφαίρα από πολύγωνα. Δεν φαίνεται από τη
φωτογραφία, αλλά στην ουσία είναι τρεις ίδιες σφαίρες η μία μέσα
στην άλλη. Το συγκεκριμένο αντικείμενο «εκτυπώθηκε» από έναν
εκτυπωτή V-Flash της 3D Systems. Ο εκτυπωτής αυτός χρησιμοποιεί
υγρή ρητίνη και παράγει πλαστικά αντικείμενα εξαιρετικής ακρίβειας.
Είναι το φθηνό μοντέλο της εταιρείας και κοστίζει γύρω στις
€
12.000.
Στην εικόνα βλέπετε ένα διάγραμμα της μεθόδου εκτύπωσης
Εναπόθεσης Υλικού σε Στρώσεις
1:
κεφαλή εκτύπωσης που εξάγει λειωμένο πλαστικό
2:
η δημιουργία του αντικειμένου γίνεται γραμμή γραμμή,
3:
η βάση κινείται κατά τον Ζ-άξονα.
