Miten 3D-tulostus oikein toimii?

Aloitamme uuden artikkelisarjan nimeltä 3D-tulostuksen perusteet. Tässä sarjassa käymme läpi 3D-tulostuksen perusasioita niin sen toiminnasta aina erilaisiin muoveihin asti. Lähdemme liikkelle yksinkertaisemmista asioista ja sitten tulevaisuudessa siirrymme monimutkaisimpiin asioihin.

Aloitetaan siitä miten se 3D-tulostus oikein toimii. Käymme tässä pääpiirteittäin läpi sen miten se tulostin oikein saa aikaan muovisen esineen.

Katsotaan asiaa ns. tavallisen tallaajan näkökulmasta. On oikeastaan kaksi erilaista tulostusmuotoa: FDM ja SLA. On niitä muitakin, mutta yleisimmät on varmaan nämä mitä kuluttajapuolella on ja näistä tuo FDM on se helpoin tapa päästä alkuun. FDM tulee sanoista Fused deposition modeling ja SLA taas sanasta Stereolithography.

FDM lyhyesti tarkoitaa sitä, että muovia sulatetaan suuttimen läpi kerros kerrokselta alustalle ja tätä kautta rakentuu tulostettava kappale. SLA mallissa taas hartsia (resin) kovetetaan kerros kerrokselta kunnes tuloksena on haluttu kappale. FDM tulostimissa ei tarvitse välttämättä tehdä jälkikäsittelyä, mutta SLA tulosteet pitää puhdistaa ja kovettaa. Tästä syystä FDM tulostimet ovat helpompia aloittelijalle.

Miten se nyt oikein toimii?

Otan tässä nyt helpoimman esimerkin eli tuon FDM tulostimen. SLA tulostamisessa homma toimii suht samalla tapaa, mutta pitää tehdä jälkikäsittelyä.

Ensin tarvitaan tietysti malli minkä haluat tulostaa. Netistä saa ilmaiseksi 3D-malleja joita voit tulostaa. Malli pitää ensin kuitenkin muuntaa 3D-tulostimen ymmärtämään muotoon eli Gcodeksi. Tämän jälkeen malli siirretään tulostimelle ja tulostetaan.

Tietysti tarvitaan myös muovia eli filamenttia. ”Muovilankaa” ostetaan yleensä kilon rullana (spool) ja tämä lanka sitten syötetään tulostimeen. Tulostin kuljettaa langan kuuman (yli 200 asteisen) suuttimen läpi ja pursottaa kuuman muovin tulostuspedille kerros kerrokselta, kunnes homma on valmis.

Yleisin muovi mitä käytetään on PLA ja tämä on myös helpoin tulostettava muovi. Toinen mitä käytetään suht yleisesti on PET(G) muovi joka on suht helppo tulostaa. Muitakin muoveja voidaan toki tulostaa, mutta osa vaatii sitten jo tulostimelta ja sijainnilta enemmän.

Photo by Gavin Allanwood on Unsplash

Tässä vielä vaiheittain miten 3D-tulostettu esine oikein syntyy:

  1. Lataa haluamasi malli tai suunnittele itse
  2. Muunna malli gcode muotoon
  3. Siirrä malli tulostimeen muistikortilla tai usb-tikulla
  4. Syötä filamentti/muovilanka tulostimeen
  5. Paina tulosta
  6. Tulostin syöttää filamenttia kuuman suuttimen läpi tulostusalustalle
  7. Odota

Tulostaminen ei ole hätäisen hommaa. Tulosteet voi kestää muutamista minuuteista useisiin tunteihin tai jopa päiviin.

Mitä sitten voi tulostaa?

Melkeinpä mitä vain? Tietysti pitää ottaa huomioon mihin käyttöön tuloste tulee ja mitä sen pitää kestää. Itse olen tulostanut kotiin paljon hyödyllisiä ja hyödyttömiäkin esineitä.

Tulostinta käytetään paljon erilaisten koriste-esineiden ja figuurien tulostamiseen. Saa sillä myös hyödyllistäkin tulostettua. Oikeastaan vain mielikuvitus ja omat taidot on rajana. Valmiita malleja löytyy vaikka kuinka, mutta jos osaa itse mallintaa voi tehdä melkeinpä mitä vaan.

Itse olen näistä hyödyllisemmistä tulosteista tulostanut mm. kasvomaskin pidikkeitä, Oonin jalkoja, RuuviTagin telineitä, kasvitikkuja, altakasteluruukkuja, sälekaihtimien narujen vetimiä ja paljon muuta.

Lopuksi

3D-tulostaminen on todella hauska harrastus ja tähän pääsee nykyään aloittelijakin helposti mukaan. Valmiita malleja on verkko täynnä ja 3D-mallinnus ei ole pakollinen taito. 3D-tulostimen kasaaminenkaan ei ole tänä päivänä vaikea homma ja ei tarvitse osata elektroniikkaa sen enempää.

Tämä sarja tulee jatkumaan ja vielä on luvassa aika paljon. Nyt kannattaakin ehdotella mitä haluaa tässä sarjassa ja ylipäätään täällä nähdä! Otamme toiveet huomioon ja pyrimme vastaamaan kommentteihin ja kysymyksiin.

Rakentamallemme foorumille tulee myös lisää tästä aiheesta.