Így készül egy 3D-s nyomtató

Ami még tavaly is szinte elképzelhetetlen volt, az a világjárvány miatt idén valósággá vált: Kína hosszú heteken át csak nagy késéssel tudta kielégíteni a beszállítók igényeit és bár a helyzet mostanra nagyjából rendeződött, utóhatásai azonban lesznek.

Ha valamire olcsón, nagy tételben van szükség, az alighanem a jövőben is Kínából érkezik majd, a kitettség mértékét azonban minden importáló cég igyekszik majd ésszerűbb határok között tartani, akár úgy, hogy amit lehet, azt legyártja magának, például 3D nyomtatással.

Csináld magad

Amíg csak kis méretű, asztali eszközök léteztek, a 3D nyomtatás nagyjából kimerült a hobbi szintű kreációkban, például a céges “PR kulcstartók” legyártásában. Ma már itthon is léteznek nagy méretben is nyomtatni képes gépek, tavaly készült például egy videóm egy olyan eszközről, ami akár 1-szer 1 méteres dimenzióban is képes nyomtatni, mindezt demonstrálandó, engem nyomtattak ki egy az egyben engem:).

És hogy hol lehet mindennek különös jelentősége? Például az építőiparban, a 3D nyomtatás ugyanis ugyanolyan additív, azaz “rétegező” technológia, mint a téglarakás és prototípus szinten már léteznek is olyan nyomtatók, amik akár komplett házfalakat nyomtatnak.

Az autóiparban prototípusgyártásra már régóta használnak 3D nyomtatókat, de arról is sokat hallani, hogy a jövőben akár otthon, a gép előtt ülve tervezhetjük meg az új autónk egyedi műszerfalát. Ha ez elterjedté válik, akkor alighanem az egyen fröccsöntő sablonokat felváltják majd az egyedi igényeket kiszolgálni képes 3D nyomtatók. De bíztató és előrehaladott kísérletek folynak az emberi szervek nyomtatásának területén is, nagyon sok transzplantációra váró beteg élete egyszerűsödhet le, ha biztonsággal lehet már élő szövetet nyomtatni.

Hogyan készül?

A CraftUnique egy magyar cég, ők mutatták meg nekem lépésről-lépésre, hogyan zajlik náluk a 3D nyomtatók gyártása. Készülnek náluk nyomtatók kisebb ipari cégeknek ugyanúgy, mint professzionális felhasználásra és természetesen fejlesztenek gépeket  kifejezetten otthoni felhasználásra,  hobbistáknak is.

A tervezést követően, a gyártás első lépése a külső fém váz (kasztni) elkészítése. A kasztni szerepe egyébként jóval nagyobb, mint elsőre gondolnánk: ez veszi körbe, ez fixálja és ez védi a belső, precíziós részeket. A fémmegmunkálás során az az acéllemezeket méretre vágják, meghajlítják, kialakítják a később fontos furatok helyeit, majd hegesztéssel rögzítik az oldalakat, csiszolás és festés következik.

Amikor a doboz kész, átkerül az “összeszerelő üzembe, ahol sok-sok egymásra épülő lépésben megszületik a 3D nyomtató. A közel 150, beépítésre kerülő alkatrész nagy része – csaknem minden harmadik – valamilyen csapágy, de ez nem véletlen, hiszen a nyomtatófejnek a tér három irányába kell a lehető legpontosabban mozognia. Minden alkatrészt nehéz lenne felsorolni, de a fontosabbak közé tartozik maga az extruder, ami a nevéből is adódóan a filament szál megolvasztástát és extrudálását (“kisajtolását”) végzi. A hot end pedig tulajdonképpen a “toll” hegye, ez az, amin keresztül a megolvadt szál a gépből távozik. És talán az X-unitot érdemes még megemlíteni, ami a filament beadagolását végzi miközben nagyon finoman és biztosan mozog a csapágyakon.

Ha egyébként a gép egy extruderes (egy nyomtatófejes), akkor a végeredmény egy színű lesz, ha két vagy több extruderes, akkor több szín is játszhat, ráadásul így a nyomtatási mennyiség is nagyobb lesz egy időegységre vetítve.

A 3D-s nyomtatás a tervezéssel indul, vagyis azzal, hogy a nyomtatatandó tárgyat a tervező vagy a grafikus egy 3D szoftver segítségével megtervezi. Az így létrejövő adatot a nyomtatógép rétegekre bontja, nyomtatás során pedig tulajdonképpen azt láthatjuk, ahogy a gép ezeket a rétegeket egymásra építi, avagy extrudálja. A nyomtatáshoz már használható fémpor, vagy akár földnedves beton is, de a legelterejdtebb egyelőre, az növényi származékokat is tartalmazó műanyag szál, a filament.Az összeszerelés végső fázisaiban bontakozik ki igazán, milyen fontos szerepe van a fém váznak hisz amellett, hogy stabilan tartja az X, Y és Z konzolokat, az oldalakon kialakított csavarhelyek révén rögzülnek a nyomtató legfontosabb belső alkatrészei.

A szerelési fázisok után minden nyomtató átesik egy próbaüzemen és ha a próbanyomtatás sikeres volt, akkor már csak a csomagolás van hátra. És hogy lehet-e majd valaha 3D nyomtatóval 3D nyomtatót nyomtatni? A kérdés és a válasz is szerepel a témához kapcsolódó videóban:

/A cikk és a videó a CraftUniqe támogatásával készült./