3D-print er blevet en meget mere almindelig teknologi, med printmaskiner tilgængelige til næsten alle prisklasser. De fleste, der ønsker en 3D-printer, kan sikkert finde en model, de har råd til. På trods af dette er 3D-print stadig så nyt, at de færreste ved, hvordan det fungerer. 

Derfor er det nu et godt tidspunkt at besvare spørgsmålet " Hvordan^(How) fungerer 3D-print?". Der er en meget god chance for, at du bliver nødt til at bruge en til sidst!

Additiv vs subtraktiv 3D-udskrivning^{(Additive vs Subtractive 3D Printing)}

Der er to brede kategorier af 3D-print. De 3D-printere, som du selv kan købe, er næsten alle "additive" maskiner. Med andre ord bygger de 3D-objekter ved at tilføje materiale (normalt i lag), indtil objektet er færdigt. De 3D-printere, folk tænker på, når de hører "3D-printer", er næsten altid af den additive sort.

Subtraktiv 3D-print er meget anderledes. Her starter man med en fast mængde materiale og fjerner derefter materiale, indtil kun den færdige genstand er tilbage. En billedhugger, der laver en statue af marmor, bruger en subtraktiv metode. Subtraktive maskiner findes normalt i store værksteder og industrielle omgivelser. CNC fræsning (computer numerisk kontrol) systemer er nok det bedst kendte eksempel.

Vi vil kun koncentrere os om additivmaskiner fra nu af, da de er relevante for den gennemsnitlige forbruger. Du skal bare vide, at subtraktive maskiner tilhører den samme udvidede familie af 3D-printere, som den du måske sætter på et skrivebord.

Fused Deposition Modelling, Stereolitografi og Selektiv Lasersintring^{(Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering)}

De tre hovedmetoder til additiv 3D-printning er FDM (fused deposition modeling), stereolitografi ( SLA ) og selektiv lasersintring ( SLS ).

Da Vinci FDM-printeren^{(The da Vinci FDM Printer)(The da Vinci FDM Printer)}

FDM er det mest almindelige system til forbrugerkvalitet. Med disse typer printere føres en filament af materiale gennem et varmt printhoved. Printhovedet er præcist placeret i 3D-rummet og afsætter et lag materiale i henhold til nøjagtigt programmerede instruktioner. Der er forskellige tilgange til FDM , men det kommer vi til om et øjeblik.

Nobel SLA-printeren^{(The Nobel SLA Printer) (The Nobel SLA Printer )}

Stereolitografi^{(Stereolithography)} er meget mindre almindelig i forbrugersystemer. Disse printere bruger lasere til at hærde en flydende harpiks til et fast plastmateriale. Normalt "trækkes" genstanden fra et kar af harpiks, der danner lag for lag, når det rejser sig fra materialet. I de senere år er SLA-printere blevet mere kompakte og overkommelige. Så det er et reelt alternativ til FDM - printere, afhængigt af hvilken type slutmodel du nøjes med.

Selektiv^(Selective) lasersintring ( SLS ) bruger en kraftig laser til at sammensmelte et polymerpulver. Selve pulveret fungerer som en støttestruktur for printet, så denne type print kræver ikke specielle stilladser. SLS er ikke en type FDM , du finder på skrivebordet. Det er stadig en industriel teknologi for nu.

Cartesian & Delta robotprintere^{(Cartesian & Delta Robot Printers)}

En Delta Robot Printer^{(A Delta Robot Printer)(A Delta Robot Printer)}

Den mest almindelige type FDM - printer er den kartesiske 3D-printer. Navnet henviser til kartesiske koordinater. Det er de XYZ - koordinater, vi alle har lært i skolen. Printhovedet kan flyttes til en hvilken som helst XYZ -koordinat inden for printvolumen. Matematikken er enkel, printerne er ret overkommelige, og udskriftskvaliteten er præcis. 

Men afhængigt af hvor granulære XYZ-koordinaterne er, er buede overflader muligvis ikke så glatte, som de kunne være, hvilket kræver noget manuelt efterbehandlingsarbejde.

Delta -robotprintere har en anden tilgang. Printhovedet er monteret på tre arme, der løber på tre skinner. Ved at variere højden på hver arm kan printhovedet svinge. Dette design gør det muligt for printhovedet at svinge i sande kurver og giver også mulighed for at printe høje objekter inden for printvolumen.

Dybest set, jo længere skinnerne er, jo højere kan modellen være. I stedet for XYZ-koordinater bruger delta-robotprintere trigonometri til at beregne printhovedets position. Slutresultatet er, at de ikke kan nå helt den samme printopløsning som kartesiske printere.

For virkelig at forstå delta-robot-konceptet, skal du se det i aktion. Tag et kig på denne video af Johann Rocholl , og du vil hurtigt forstå konceptet.

Læg mærke^(Notice) til artikulationen på armene, og hvor frit og jævnt printhovedet kan bevæge sig.

3D-printer materialer^{(3D Printer Materials)}

3D-printere bruger en række forskellige materialer, men der er to plasttyper, der er langt de mest almindelige i forbrugerkvalitetsapplikationer: ABS og PLA .

ABS ( Acrylonitril Butadiene Styrene^{(Acrylonitrile Butadiene Styrene)} ) er præcis den samme plast, som LEGO klodser er lavet af. Denne plast er modtagelig for vridning ved afkøling og har brug for en printer med opvarmet printleje. Den er ret slagfast, men ikke særlig stærk. Den er velegnet til fremstilling af prototypedele og endda endelige dele, der ikke er bærende.

PLA ( Polylactic Acid ) har et lavt smeltepunkt, vrider sig ikke meget, er let at arbejde med og har færre fejlbehæftede print. Den er også alt for skør til praktisk brug, men den er genial til at skabe glatte, detaljerede modeller, der kun er beregnet til at blive set på.

Den gode nyhed er, at de fleste 3D-printere til forbrugere vil arbejde med begge disse billige materialer. Så du kan ændre dem efter behov.

Nylonfilament^(Nylon) er en anden mulighed, og der er endda printere, der bruger træ eller metal som materiale. Næste generations printere kan også håndtere mere end én filament ad gangen, hvilket giver mulighed for blandet materiale eller flerfarveprint.

Den typiske 3D-printproces^{(The Typical 3D Printing Process)}

Hvis du aldrig selv har lavet et 3D-print, er du sikkert nysgerrig efter, hvordan det rent faktisk fungerer fra et brugerperspektiv. Selvom det ikke er så let at bruge en 3D-printer som at slå 2D-print ud på en laser- eller inkjetprinter, er det ikke nær så svært, som du måske tror.

Efter opsætning af printeren i henhold til manualen, med kalibrering og nivellering udført korrekt, skal du først have en model til at udskrive.

Du kan lave din egen model ved at bruge noget som Zbrush eller AutoCAD^{( Zbrush or AutoCAD)} , men de fleste vil sandsynligvis downloade en model fra et online-sted. Første stop bør helt klart være Thingiverse , som muligvis er den mest berømte samling af brugerindsendte modeller. Der er dog mange alternativer^{(alternatives)} .

Når du har fået en model i et kompatibelt format, åbner du den i den software, der fulgte med din printer. De ser alle ud og fungerer forskelligt, men grundkonceptet er det samme. Du vil måske også først behandle en 3D-model med Meshmixer , som sikrer, at en 3D-model er solid og velegnet til print.

I 3D-printersoftwaren vælger du størrelsen og kvaliteten af ​​modellen, og softwaren vil konvertere den til "udsnit", der repræsenterer hvert printlag. Det vil også beregne det "stillads", der skal udskrives for at understøtte modellen, mens den bliver lavet. Disse ting kan brækkes af, når udskriften er færdig.

Med alt det forberedende arbejde bag dig, kan printet begynde. Afhængigt af kvalitetsindstillingerne kan du vente længe! Udskrifter af høj kvalitet varierer fra et par timer til et par dage. Heldigvis^(Thankfully) giver nogle 3D-printere dig mulighed for at overvåge fremskridtene af dit print via en app.

Når printet er færdigt, fjerner du det fra sengen og brækker det derefter fri af stilladset. I mange tilfælde bliver du nødt til at afslutte modellen med sandpapir og specielle skæreværktøjer for at fjerne ufuldkommenheder. Nogle mennesker maler endda deres modeller! Den eneste reelle grænse er din kreativitet.

Hvis du får lyst til at købe en 3D-printer, er disse vores bedste valg^{(best picks)} , og hvis du har et budget, er disse mere lommevenlige muligheder.

HDG Explains : How Does 3D Printing Work?

3D printing has bеcome a much more mainstream technologу, with printing maсhines available at just about everу price point. Mоst people who want a 3D printer can probаbly find a model they can afford. Despite this, 3D printing is still so new that few people know how it works. 

This is why now is a good time to answer the question “How does 3D printing work?”. There’s a very good chance you’ll have to use one eventually!

Additive vs Subtractive 3D Printing

There are two broad categories of 3D printing. The 3D printers that you can buy yourself are almost all “additive” machines. In other words, they build 3D objects by adding material (usually in layers) until the object is complete. The 3D printers people think of when they hear “3D printer” is almost always of the additive variety.

Subtractive 3D printing is very different. Here you start with a fixed amount of material and then remove material until only the finished object is left. A sculptor making a statue out of marble is using a subtractive method. Subtractive machines are usually found in large workshops and industrial settings. CNC milling (computer numerical control) systems are probably the best-known example.

We’ll only be concentrating on additive machines from here on out, since they’re relevant to the average consumer. Just know that subtractive machines belong to the same extended family of 3D printers as the one you might put on a desk.

Fused Deposition Modelling, Stereolithography and Selective Laser Sintering

The three main methods of additive 3D printing are FDM (fused deposition modelling), stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS).

The da Vinci FDM Printer

FDM is the most common consumer-grade system. With these types of printers a filament of material is passed through a hot print head. The print head is precisely positioned in 3D-space and deposits a layer of material according to exact programmed instructions. There are different approaches to FDM, but we’ll get to that in a moment.

The Nobel SLA Printer 

Stereolithography is much less common in consumer systems. These printers use lasers to cure a liquid resin into a solid plastic material. Usually, the object is “pulled” from a vat of resin, forming layer by layer as it rises from the material. In recent years SLA printers have become more compact and affordable. So it’s a real alternative to FDM printers, depending on what type of final model you settle on.

Selective laser sintering (SLS) uses a powerful laser to fuse a polymer powder. The actual powder acts as a support structure for the print, so this type of printing doesn’t need special scaffolding. SLS is not a type of FDM you’ll find on the desktop. It’s still an industrial technology for now.

Cartesian & Delta Robot Printers

A Delta Robot Printer

The most common type of FDM printer is the cartesian 3D printer. The name refers to cartesian coordinates. That’s the XYZ coordinates we all learned in school. The print head can be moved to any XYZ coordinate within the print volume space. The math is simple, the printers are pretty affordable and print quality is precise. 

However, depending on how granular the XYZ coordinates are, curved surfaces might not be as smooth as they could be, requiring some manual finishing work.

Delta robot printers take a different approach. The print head is mounted to three arms that run on three rails. By varying the height of each arm, the print head can swing. This design allows for the print head to swing in true curves and also allows for tall objects to be printed within the print volume.

Basically, the longer the rails are, the taller the model can be. Rather than XYZ coordinates, delta robot printers use trigonometry to calculate print head position. The end result is that they can’t reach quite the same print resolution as cartesian printers.

To really understand the delta robot concept, you need to see it in action. Have a look at this video by Johann Rocholl and you’ll quickly get the concept.

Notice the articulation on the arms and how freely and smoothly the print head can move.

3D Printer Materials

3D printers use a variety of materials, but there are two plastics that are by far the most common in consumer-grade applications: ABS and PLA.

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) is exactly the same plastic that LEGO bricks are made of. This plastic is susceptible to warping when cooling down and needs a printer with a heated print bed. It’s quite impact resistant, but not particularly strong. It’s suitable for making prototype parts and even final parts that aren’t load-bearing.

PLA (Polylactic Acid) has a low melting point, doesn’t warp much, is easy to work with and has fewer failed prints. It’s also far too brittle for any practical use, but it is brilliant for creating smooth, detailed models that are only meant to be looked at.

The good news is that most consumer 3D printers will work with both of these inexpensive materials. So you can change them out as your needs require.

Nylon filament is another option and there are even printers that use wood or metal as a material. Next-generation printers can also handle more than one filament at a time, allowing for mixed material or multi-color prints.

The Typical 3D Printing Process

If you’ve never made a 3D print yourself, you’re probably curious about how it actually works from a user perspective. While using a 3D printer isn’t as easy as knocking out 2D prints on a laser or inkjet printer, it’s not nearly as difficult as you might think.

After setting up the printer according to the manual, with calibration and levelling done correctly, you first need a model to print.

You can make your own model, using something like Zbrush or AutoCAD, but most people are likely to download a model from an online site. The first stop should definitely be Thingiverse, which is quite possibly the most famous collection of user-submitted models. However, there are many alternatives.

After getting a model in a compatible format, you’ll open it up in the software that came with your printer. They all look and work differently, but the basic concept is the same. You may also want to first treat a 3D model with Meshmixer, which ensures that a 3D model is solid and suitable for printing.

In the 3D printer software, you’ll pick the size and quality of the model and the software will convert it into “slices” representing each print layer. It will also calculate the “scaffolding” that has to be printed to support the model while it’s being made. This stuff can be broken off when the print is done.

With all that prep work behind you, the print can begin. Depending on the quality settings, you might be in for a long wait! High quality prints vary from a few hours to a few days. Thankfully, some 3D printers let you monitor the progress of your print remotely via an app.

Once the print is done, you’ll remove it from the bed and then break it free of the scaffolding. In many cases you’ll have to finish the model using sandpaper and special cutting tools to remove imperfections. Some people even paint their models! The only real limit is your creativity.

If you’re itching to buy a 3D printer, these are our best picks and if you’re on a budget, these are more pocket friendly options.

Related posts

• HDG forklarer: Hvad er CAPTCHA, og hvordan virker det?

• HDG forklarer: Hvordan virker GPS?

• HDG forklarer: Hvordan virker Augmented Reality?

• HDG forklarer: Hvad er SFTP & FTP?

• HDG forklarer: Hvad er en computerserver?

• Hent din trådløse netværkssikkerhedsnøgle i Windows

• Sådan sletter du mappen Windows.old i Windows 7/8/10

• Election Hacking 101: Er det sikkert at stemme elektronisk?

• HDG forklarer: Hvad er en GPU?

• HDG forklarer: Hvad er en API?

• HDG forklarer: Hvad er Chromebook-udviklertilstand, og hvad er dens anvendelser?

• 5 seje ting, du kan gøre med gammel RAM

• HDG forklarer: Hvad er RFID, og ​​hvad kan det bruges til?

• Sådan fejlfindes WiFi (trådløse) printere

• Hvad betyder End of Life for software, og bør du være ligeglad?

• 99 af de bedste Windows Freeware-programmer, du måske ikke kender

• Ultimativ fejlfindingsvejledning til Windows 7 hængende problemer

• HDG forklarer: Hvad er Ethernet og er det bedre end Wifi?

• HDG forklarer: Har jeg en virus? Her er advarselsskiltene

• HDG forklarer: Hvordan virker WiFi?