COMPUTER ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ
63
3
D PRINTERS
Κάθε τομή δημιουργεί ένα ξεχωριστό αρ-
χείο εικόνας. Σε ό,τι αφορά τη διαδικασία
εκτύπωσης, υπάρχουν διάφορες τεχνικές.
Οι εκτυπωτές V Flash της 3D Systems χρη-
σιμοποιούν την παρακάτω τεχνική: Μέσα
στον εκτυπωτή, ένας ειδικός μηχανισμός
στρώνει μια λεπτή στρώση της υγρής ρητί-
νης. Κατόπιν, ένας προβολέας DPL προ-
βάλλει με υπεριώδες φως την εικόνα της
πρώτης στρώσης και όπου πέφτει φως, η
ρητίνη στερεοποιείται. Η διαδικασία επανα-
λαμβάνεται, ανάλογα με τον αριθμό των
στρώσεων.
Κατόπιν, το στερεό αντικείμενο βγαίνει
από την δεξαμενή και στραγγίζει από την
ρητίνη που δεν στερεοποιήθηκε. Για ισχυ-
ρότερη σκλήρυνση μπορεί να μπει σε έναν
«
φούρνο» UV για μερικά λεπτά ακόμη. Με
την μέθοδο αυτή, το πλαστικό αντικείμενο
που προκύπτει μοιάζει σαν να βγήκε από
καλούπι και δεν υπάρχουν εμφανή σημά-
δια των διαφόρων στρώσεων (με γυμνό
μάτι τουλάχιστον).
Η Objet χρησιμοποιεί παρόμοια αρχή
λειτουργίας, αλλά η υγρή ρητίνη ψεκάζεται
με ειδικά ακροφύσια όπως αυτά που χρη-
σιμοποιούν οι εκτυπωτές injet. Οι κεφαλές
«
εκτύπωσης» κινούνται σε δύο διαστάσεις
και η βάση προς τα κάτω, παράγοντας το
τελικό τρισδιάστατο αντικείμενο.
Παράλληλα, όπου υπάρχει κενό ψεκάζε-
ται ειδικό ζελέ, το οποίο στη συνέχεια
αφαιρείται με νερό.
Και στις δύο περιπτώσεις, το αντικείμενο
είναι λείο, με μεγάλη λεπτομέρεια, ενώ στη
συνέχεια μπορεί να βαφτεί, να τρυπηθεί
κ.λπ., ανάλογα με τη χρήση για την οποία
προορίζεται.
Μια άλλη τεχνική, αντί για φως UV σε
στρώσεις, χρησιμοποιεί ακτίνες laser. Συ-
γκεκριμένα, μια ακτίνα laser εστιάζει σε
ένα συγκεκριμένο σημείο μέσα σε μια δε-
ξαμενή υγρού πολυμερούς. Στο σημείο αυ-
τό δημιουργείται ένας στερεός κόκκος.
Καθώς το laser κινείται και στους τρεις
άξονες εστιάζοντας σε διαφορετικά σημεία
κάθε φορά, δημιουργείται ένα στερεό αντι-
κείμενο.
Με αυτή την μέθοδο μπορούν να δημι-
ουργηθούν ακόμα πιο ακριβή και μικρά
αντικείμενα. Σε ό,τι αφορά τα υλικά εκτύ-
πωσης και εδώ μπορούν να χρησιμοποιη-
θούν διαφορετικά χρώματα, ενώ αξίζει να
τονίσουμε ότι με την μέθοδο του φωτοπο-
λυμερισμού (είτε με UV είτε με laser) μπο-
ρούν να κατασκευαστούν πολύπλοκα αντι-
κείμενα με κινούμενα μέρη, ή πολλαπλά
αντικείμενα που να βρίσκονται το ένα μέσα
στο άλλο, κάτι που δεν θα μπορούσε να
πραγματοποιηθεί με καμία άλλη συμβατική
μέθοδο.
Συγκόλληση υλικού σε κόκκους:
Όπως προκύπτει από το όνομά της, η συ-
γκεκριμένη μέθοδος χρησιμοποιεί υλικό
που βρίσκεται σε μορφή κόκκων (πού-
δρας). Κατ’ αρχάς θα πρέπει να αναφέ-
ρουμε ότι στην μέθοδο αυτή χρησιμοποι-
ούνται πολυμερή, αλλά και μέταλλα (πού-
δρα τιτανίου για παράδειγμα) και μπορούν
να κατασκευαστούν πιο ανθεκτικά αντικεί-
μενα. Η συγκεκριμένη τεχνολογία έχει διά-
φορες παραλλαγές.
Στην Επιλεκτική συσσωμάτωση με laser
(
Selective Laser Sintering – SLS) μια ακτίνα
ισχυρού laser στερεοποιεί την πούδρα του
υλικού, στρώση προς στρώση. Σε άλλες
παραλλαγές χρησιμοποιούνται δέσμες
ηλεκτρονίων (Electron beam melting –
EBM).
Μια πολύ ενδιαφέρουσα παραλλαγή
χρησιμοποιεί και πάλι κόκκους υλικού. Αυ-
τή τη φορά όμως δεν υπάρχει laser που να
τους στερεοποιεί στιγμιαία, αλλά μια κεφα-
λή τύπου inkjet, η οποία ψεκάζει μία ειδική
κολλητική ουσία, η οποία μάλιστα μπορεί
να έχει και χρώμα. Η διαδικασία γίνεται
γραμμή γραμμή, όπως με έναν κανονικό
εκτυπωτή inkjet, μόνο που τώρα η βάση κι-
νείται προς τα κάτω, για να δημιουργηθεί
μια νέα στρώση υλικού.
Το αποτέλεσμα είναι ανθεκτικά στέρεα
χρωματιστά αντικείμενα, τα οποία ωστόσο,
όπως είχαμε την ευκαιρία να δούμε με τα
μάτια μας και να πιάσουμε με τα χέρια
μας, έχουν μια «χωμάτινη» υφή, πράγμα
λογικό αφού αποτελούνται από κόκκους
υλικού. Μάλιστα, οι εκτυπωτές της ZCorp η
οποία εξαγοράστηκε από την 3DSystems,
ψεκάζουν κολλητική ουσία με τέσσερα
χρώματα (σαν να είχαμε έναν έγχρωμο
εκτυπωτή inkjet με τέσσερεις κεφαλές δη-
λαδή), παράγοντας έγχρωμα τρισδιάστατα
αντικείμενα ανάλυσης έως 600x540 dpi με
390.000
χρώματα (τα πιο ακριβά μοντέλα).
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα σε σχέση
με τις άλλες δύο μεθόδους που περιγρά-
ψαμε πιο πάνω, είναι ότι με τη συγκεκριμέ-
νη δεν απαιτούνται προσωρινά υποστηρι-
κτικά υλικά (βλ. ξεχωριστό ένθετο) και αυ-
τό διότι το τρισδιάστατο αντικείμενο προ-
κύπτει μέσα στο ίδιο το υλικό από το οποίο
αποτελείται.
Έτσι, το μη στερεοποιημένο υλικό (η πού-
δρα δηλαδή), βοηθά στο να στηρίζει το
αντικείμενο στη θέση του και να διατηρεί το
σχήμα του.
Για πολύπλοκα αντικείμενα με κινητά μέρη,
αλλά και χρώμα, θα πρέπει να προτιμήσετε
κάποιον εκτυπωτή ZPrinter. Το μεγαλύτερο
μοντέλο, το 850, εκτυπώνει σε 390.000
χρώματα και ανάλυση 600x540dpi. Το
ελάχιστο μέγεθος εκτύπωσης ανέρχεται στα
μόλις 0,1mm. Οι συγκεκριμένοι εκτυπωτές
ακολουθούν την τεχνολογία συγκόλλησης
με κόκκους και έχουν τέσσερεις κεφαλές
που ψεκάζουν αλά inkjet κολλητική ουσία
με χρώμα. Τιμή δεν έχει νόημα να σας
δώσουμε. Το συγκεκριμένο μοντέλο, αλλά
και τα περισσότερα της σειράς
απευθύνονται σε βιομηχανικές χρήσης.
Τα αντικείμενα που βλέπετε στην εικόνα
έχουν προκύψει από έναν τέτοιο εκτυπωτή.
Προσέξτε ότι έχουν κινούμενα μέρη και δεν
έχουν συναρμολογηθεί, αλλά έχουν βγει (ή
καλύτερα, εκτυπωθεί) σε ένα κομμάτι.
Όλες οι μέθοδοι τρισδιάστατης εκτύπωσης, εκτός από αυτή που χρησιμοποιεί κόκ-
κους, απαιτούν μαζί με το αντικείμενο που θα δημιουργηθεί να τυπωθούν ταυτό-
χρονα και διάφορες «κολόνες» υποστήριξης, ώστε το αντικείμενο να μην διαλυθεί
πριν στερεοποιηθεί. Το πού θα τοποθετηθούν αυτές οι «κολόνες» και πόσες θα εί-
ναι, εξαρτάται από το πρόγραμμα που χρησιμοποιεί ο εκάστοτε εκτυπωτής. Οι υπο-
λογισμοί γίνονται ανάλογα με την τοποθέτηση του αντικειμένου. Το πρόγραμμα επι-
τρέπει την τρισδιάστατη περιστροφή του αντικειμένου στην οθόνη και προς τις
τρεις κατευθύνσεις. Έτσι, ο χρήστης θα πρέπει να βρει τον βέλτιστο προσανατολι-
σμό, ούτως ώστε να μην καταναλωθεί πολύ υλικό για την υποστήριξη, αλλά και για
την ίδια την εκτύπωση. Για να δώσουμε ένα παράδειγμα, όταν θέλουμε να τυπώ-
σουμε το γράμμα Α σε έναν εκτυπωτή ALM ή SLA είναι καλύτερα να το τοποθετή-
σουμε ξαπλωτό στη βάση παρά όρθιο. Έτσι, το ύψος του θα είναι μικρότερο, πράγ-
μα που σημαίνει ότι θα εκτυπωθεί πιο γρήγορα, αλλά δεν θα χρειαστεί και καθόλου
«
κολόνες» υποστήριξης. Αν το βάζαμε όρθιο, θα χρειαζόταν υποστήριξη για να μην
πέσει η μεσαία γραμμή.
Σε κάθε περίπτωση, σε πολύπλοκα αντικείμενα χρειάζεται πάντα υποστηρικτικό υλι-
κό, το οποίο αφαιρείται εκ των υστέρων, ενώ το τελικό αντικείμενο θα πρέπει και
να λειανθεί για να εξομαλυνθούν οι γωνίες και οι όποιες ατέλειες.
ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ
