3D-tulostimen ostaminen - mitä pitäisi ottaa huomioon

Tuskin mikään muu tekninen ala on kehittynyt yhtä nopeasti viime vuosina kuin 3D-tulostus. Erityisesti kaupallisessa, teknologisessa, teollisessa ja tieteellisessä käytössä 3D-tekniikasta on tullut välttämätöntä. Mutta 3D-tulostimet ovat jo kauan sitten saapuneet kotitalouksiin ja ovat suositumpia kuin koskaan. Yleinen kiinnostus 3D-tulostusta kohtaan kasvaa nopeasti, samoin kuin yksityiseen käyttöön tarkoitettujen 3D-tulostimien valikoima.

Jos luet tätä artikkelia, olet todennäköisesti yksi niistä ihmisistä, jotka leikittelevät ajatuksella hankkia tällainen laite. Jos olet päättänyt ostaa 3D-tulostimen tai jos ainakin harkitset sitä, huomaat nopeasti, että lukuisista eri laitteista ei ole niin helppoa valita sopivaa.

Kerromme sinulle, mitä kannattaa ottaa huomioon, jos haluat ostaa 3D-tulostimen ja siten tehdä valinnastasi hieman helpompaa.

3D-tulostuksen perustiedot

Seuraavien ominaisuuksien ja erojen ymmärtämiseksi käsittelemme ensin lyhyesti tarvittavat perusteet ja katsomme nykyisiä tulostustekniikoita. Rajoitamme aihepiirin kahteen suosituimpaan tekniikkaan, joita käytetään eniten yksityisissä tiloissa.

Yksinkertaisuuden vuoksi erotamme periaatteessa FDM-tulostimet (filamenttitulostimet) ja hartsitulostimet (SLA / DLP / LCD).

FDM-tulostusprosessi

FDM (Fused Deposit Modeling) tai FFF (Fused Filament Fabrication) ovat 3D-tulostusprosesseja, joissa termoplastisen langan muodossa oleva filamentti kuumennetaan tulostuspäässä ja tulostetaan suuttimen läpi tulostusalustalle.

Tässä prosessissa valittu malli rakennetaan kerroksittain. 3D-tulostimista puhuttaessa tarkoitetaan useimmiten FDM-tulostinta.

Mikä on filamentti FDM-tulostuksessa?

Ns. filamentti on (muovi)lanka, jota on saatavana kelalle kelattuna ja jota FDM-tulostin käsittelee. On olemassa useita erilaisia filamenttimateriaaleja (PLA, PETG, ABS, nailon jne.), Jotka eroavat merkittävästi ominaisuuksiltaan. Filamentteja on saatavana myös erikokoisina ja lukuisina väreinä.

Erikoisfilamentit erikoismalleja varten

On olemassa lukuisia erikoismateriaaleja, joissa on puuta, metallia, hiiltä tai kiveä.

Jos haluat ostaa 3D-tulostimen, on erittäin tärkeää selvittää, mitä materiaaleja haluttu tulostin voi käsitellä ja mikä halkaisija vaaditaan.

---

FDM-tulostuksen edut

• Hankintakustannukset voidaan pitää matalina
• Alhaiset tulostus- ja jälkikustannukset
• Erilaisia filamentteja (eri värejä ja materiaaleja)
• Yksinkertainen, selkeä käsittely
• Tuskin mitään jälkikäsittelyä
• Nopea lisäämisprosessi, erityisesti nopeassa prototyyppien valmistuksessa
• Mahdollisuus valmistaa vankkoja, iskunkestäviä ja säänkestäviä malleja
• Teknologian jatkuva kehittäminen

FDM-tulostuksen käyttöalueet

• toimivat prototyypit ja lopputuotteet
• taide-esineet
• mallinnus
• koristeet
• havainnollistavat mallit
• varaosat
• laitteet
• työkalujen teko

Hartsitulostus (SLA / DLP / LCD)

Hartsitulostusprosessit jaetaan edelleen SLA-tulostukseen (stereolitografia), DLP: hen (digitaalinen valonkäsittely) ja LCD-tekniikkaan. Kaikki vaihtoehdot ovat hyvin samankaltaisia, minkä vuoksi luettelemme erot vain lyhyesti:
Kaikissa tapauksissa käytetään nestemäistä, valoherkkää hartsia.

SLA-tulostuksessa tämä hartsi kovetetaan UV-laserilla.
DLP-tulostuksessa käytetään ns. DLP-projektoria, joka heijastaa tulostettavan esineen tai tällä hetkellä tulostettavan kerroksen pikselöidylle kankaalle. Vain vaadittu näytön alue valaistaan kutakin vuoroa kohden. LCD-tekniikassa, kuten nimestä voi päätellä, LCD-näyttöä käytetään UV-valonlähteenä.

---

SLA / DLP / LCD-tulostuksen edut

• yksityiskohtainen, hieno pinta
• suuri tarkkuus
• mahdollisuus tehdä läpinäkyviä malleja
• monimutkaisempien muotojen mahdollisuus

SLA / DLP / LCD-tulostuksen käyttöalueet

• lääketiede / hammaslääketiede
• korut
• tiede
• koneenrakennus ja tuotesuunnittelu
• taide

---

Sinun tulisi miettiä näitä kysymyksiä ennen ostamista

Nyt tiedämme jo muutamia perusasioita 3D-tulostuksesta. Mutta ennen kuin teet liian nopean ostopäätöksen, sinun tulisi silti miettiä näitä neljää peruskysymystä:

1. Mikä on budjettisi? / Kuinka paljon olet valmis käyttämään?

Jos haluat ostaa 3D-tulostimen, budjetilla on myös vaikutusta ostoon. Ajattele, kuinka paljon olet valmis käyttämään 3D-tulostimeen. Hintaluokka on tällä alalla hyvin laaja, mutta on olemassa lukuisia edullisia malleja, jotka ovat oikein hyviä.

• FDM-tulostuksen kustannukset

Varsinkin FDM-tulostuksen alalla saat kunnolliset peruslaitteet pienellä rahalla. Käyttökustannukset ovat myös kohtuulliset FDM-tulostuksessa: Voit ostaa hyviä filamentteja kaupastamme esimerkiksi noin 20-25 € / kg.

Erikoismateriaalit, kuten puu, metalli tai joustavat filamentit maksavat hieman enemmän. Saat varmasti edullisia, mutta hyviä perustarvikkeita (tulostin ja materiaali) 300-400 eurolla.

• SLA / DLP-tulostuksen kustannukset

Hartsitulostimia on nyt saatavana myös edullisesti. Löydät edullisia lähtötason malleja alle 400 eurolla. Tietysti, kuten FDM-tulostuksessa, myöskään hartsitulostimille ei ole ylärajaa.

Jos päätät ostaa hartsitulostimen, sinun tulee ottaa huomioon vain, että itse tulostimen lisäksi tarvitset myös muita laitteita jälkikäsittelyyn.

Edullinen SLA-tulostin, joka sisältää kovetuslaitteen ja materiaalin, maksaa kaupassamme noin 500-600 euroa.

Päinvastoin kuin filamenttitulostuksessa, hartsitulostukselle on odotettavissa suuremmat käyttökustannukset. 1 litran pullot tulostusmateriaalia alkavat noin 30 eurosta. SLA-tulostuksessa hartseja ei usein voida korvata muiden valmistajien materiaaleilla ja olet sidottu yhteen valmistajaan. Jos tulostat DLP- tai LCD-prosessilla, tämä ei yleensä ole ongelma.

---

2. Mitä haluat tulostaa? Mitkä ovat ideasi?

3D-tulostimen valinta riippuu paljon siitä, mitä haluat tulostaa sillä. Jos esimerkiksi haluat pääasiassa tulostaa osia autoosi tai jos tarvitset lämmön- tai säänkestäviä malleja, tulostin on myös suunniteltava vastaavien materiaalien käsittelyä varten.

Mallien tarkoituksesta riippuen materiaalille ja 3D-tulostimelle on erilaisia vaatimuksia, tässä on joitain esimerkkejä:

• koristelu- / näyttömallit / kuviot → hienostunut optiikka
• mallin valmistus → suuri kantavuus
• työkalut → korkea vakaus ja luotettavuus
• tulosteet ulkokäyttöön → UV-säteilyn, säänkestävä

---

3. Mitä ominaisuuksia odotat 3D-tulostimeltasi?

Pitäisikö sen tulostaa erityisen nopeasti, olla erittäin hiljainen vai onko sinulle tärkeää, että pystyt tulostamaan suuria malleja?

Tulostusmallien käyttötarkoituksen lisäksi on myös muita ominaisuuksia, jotka erottavat 3D-tulostimet merkittävästi toisistaan:

• Liitännät

Mallin tulostamiseen tarvitaan vain 3D-tulostin, mutta myös tietokone / kannettava tietokone, jossa on USB-liitäntä ja / tai WLAN tai SD-kortti, jotta haluttu malli voidaan siirtää tulostimeen.

• 3D-tulostimen koottava setti tai valmiiksi koottu tulostin

3D-tulostimia voi ostaa täysin koottuina tai itse koottavana settinä.

• 3D-tulostinsetti

3D-tulostinsetti on yleensä halvempi kuin valmis, koottu laite, minkä vuoksi monet asiakkaat valitsevat sen. Kokoonpano voi olla haastava aloittelijalle, mutta se voi myös auttaa ymmärtämään paremmin 3D-tulostinta ja sen varaosia.

• Täysin koottu 3D-tulostin

Jos valitset kokonaan kootun laitteen, sinun ei tarvitse huolehtia oikeasta kokoonpanosta, vaan 3D-tulostimen voi ottaa suoraan käyttöön ja voit aloittaa tulostamisen heti. Jos haluat pelata varman päälle aloittelijana, on suositeltavaa käyttää täysin koottua laitetta. Se maksaa hieman enemmän, mutta silloin kokoamisessa ei voi mennä mitään pieleen ja voit vähitellen tutustua tulostimeen ja sen osiin.

• Tulostusnopeus

Mainitsemme tulostusnopeuden, koska monille 3D-tulostinta ostaville asiakkaille se on tärkeä vertailuarvo. Samalla haluamme kuitenkin huomauttaa, että ei ole järkevää keskittyä tulostusnopeuteen ostettaessa. Selitämme myös miksi:

Ensinnäkin on huomattava, että FDM-tulostimen tulostusnopeus riippuu paitsi itse laitteesta myös tekijöistä, kuten tulostussuuttimen lämpötilasta, käsiteltävästä materiaalista, filamentin paksuudesta, kerroksen paksuudesta ja tarvittavien tukien lukumäärästä.

Lisäksi on muita yleisiä tekijöitä, jotka vaikuttavat tulostuksen nopeuteen. Tähän sisältyy esimerkiksi mallin suunta ja tulostettavan materiaalin määrä. Jos haluat lisätä tulostusnopeutta, voi olla hyödyllistä muuttaa mallin korkeutta säätämällä suuntaa.

Hartsitulostuksessa tulostusnopeus riippuu tulostimen lasertehosta ja materiaalin ominaisuuksista.

• Tulostusalue / tulostustilavuus

Tulostusalueen koko on tärkeä vertailutekijä 3D-tulostimissa, koska se määrittää tulostetun mallin enimmäiskoon. Tulostustilavuus lasketaan XZY: X = leveys, Y = syvyys, Z = korkeus.

Jos et halua tulostaa useita pieniä osia ja liittää ne sitten toisiinsa, käytä heti suurempaa 3D-tulostinta.

• Suora ekstruuderi tai Bowden-ekstruuderi

3D-tulostimen suulakepuristin on tulostuspää, jossa suutin sijaitsee ja jonka läpi filamentti tulostetaan. Suora ekstruuderi on rakennettu hotendiin, filamentti työnnetään suoraan suuttimeen - kaikki filamentin käsittelyelementit ovat paikallaan yhdessä paikassa. Normaalien filamenttien lisäksi tämä soveltuu myös erityisten filamenttityyppien käsittelyyn.

Bowden-ekstruuderi sijaitsee 3D-tulostimen rungossa, jolla on myös etuja (vähemmän painoa tulostuspäässä = puhtaat liikkeet), mutta se soveltuu paremmin tavallisten filamenttityyppien, kuten PLA: n, käsittelyyn.

Jos haluat lisätietoja kahden suulakepuristimen muunnoksista, löydät myös oppaan artikkelin "Suora ekstruuderi vs. Bowden-ekstruuderi - nämä ovat eroja"

• Kaksoisekstruuderi (kaksoispuristin)

Jos 3D-tulostimet on varustettu kahdella ekstruuderilla, samalle tulostusmallille voidaan käyttää eri värejä tai materiaaleja tulostuksen aikana. Kaksoisekstruudereiden merkittävä etu on mahdollisuus yhdistää eri materiaalit, esim. ylimääräinen, liukeneva materiaali tukirakenteita varten, yhteen ja samaan tulostukseen.

• Kerroksen korkeus

Koska kerroksen korkeus riippuu käytetystä 3D-tulostimesta, se on yksi 3D-tulostimien olennaisimmista ominaisuuksista. Tässä on kyse yhden yksittäisen kerroksen korkeudesta tulostimen rakentaessa mallia. Mitä pienempi kerroksen korkeus, sitä hienompi ja tasaisempi 3D-tuloksen pinta on. Kaupallisesti saatavissa olevilla 3D-tulostimilla keskimääräinen kerroksen korkeus on 0,1 mm - 0,4 mm.

Korkeus ei riipu pelkästään käytetystä 3D-tulostimesta, vaan myös ohjelmistosta, jolla malli leikataan. Hyvällä 3D-ohjelmistolla ei nykyään ole juuri mitään rajoituksia kerroksen korkeudelle.

• Lämmitysalusta - hyvä olla?

Lämmitysalusta on lämmitettävä tulostuspeti, jolla käsitelty muovi ei jäähdy yhtä nopeasti. Näin vältetään materiaalin vääntyminen ja ei-toivotut kohoumat. Vaikka jotkut materiaalit (esim. ABS tai PETG) vaativat lämmitettävän tulostusalustan, se ei ole ehdottoman välttämätöntä PLA: ta tulostettaessa.
Jos haluat käsitellä erilaisia filamentteja, ajattelemme: Lämmityssänky on hyvä olla.

---

4. Missä aiot tulostaa?

Sinun tulisi myös miettiä tulevan tulostimesi sijaintia. Ihannetapauksessa sinulla on työhuone tai työpaja, johon voit sijoittaa 3D-tulostimesi. Vaikka useimpia materiaaleja on turvallista käyttää olohuoneessa, on joitain tekijöitä, jotka puhuvat sitä vastaan:

• Tilantarve

Tulostimen koosta riippuen tarvitset riittävästi tilaa laitteen itse sekä materiaalin ja työkalujen sijoittamiseen. Tulostimen on myös oltava vakaalla pöydällä, jotta se tuottaa vähemmän melua.

• Taustamelu

Kuten jo mainittiin, useimmat tulostimet aiheuttavat tiettyä taustamelua. Vaikka monien 3D-tulostimien melutaso onkin nyt erittäin alhainen, niitä ei voida sivuuttaa kokonaan.

• Lika

Vaikka 3D-tulostus ei todellakaan aiheuta likaa, sinun täytyy poistaa tukimateriaali ajoittain tai joudut ehkä hiomaan jotain. Siksi voi olla, että yksi tai toinen pieni osa putoaa lattialle eikä päädy roskakoriin.