Hur 3D-skrivare fungerar

3D-skrivare har länge varit enorma kolosser endast anpassade för industrin men nu har de krympt och fungerar även för hemmabruk.

Idag finns idag modeller både för riktiga entusiaster med stor datorvana till mer renodlade amatörer. Oavsett vilken nivå du ligger på när det kommer till hur 3D-skrivare fungerar och vilken förkunskap inom datorer, teknik och 3D-utrustning som du besitter så finns det en 3D-skrivare som passar alla olika behov.

Vi kommer att gå igenom de grundläggande begreppen inom 3D-skrivare och hjälpa dig att förstå dina behov och möjligheter lite bättre. 3D-skrivare var något som kändes väldigt avlägset för de vanliga hushållen, och teknologin har länge brottats med samma problem som de första generationernas datorer: de var helt enkelt för stora.

Men i takt med att tekniken har finslipats har maskinerna förfinats, och de apparater som finns på marknaden avsedda för hemmabruk idag är lätthanterliga och kan förflyttas av en människa utan problem.

Tyvärr åter maskinerna fortfarande en del, så det finns fördelar med att ha sin skrivare något avskilt om det går. Det ska dessutom poängteras att de skrivare som säljs för hemmabruk är mindre finjusterade än den högteknologiska utrustning som används för att skriva ut tandproteser eller reservdelar till rymdraketer. Dock är skrivare avsedda för privat bruk idag generellt sett av god kvalitet och klarar av den typ av utskrift som privata användare oftast utnyttjar utan problem.

Hur 3D-skrivare fungerar i praktiken

På ett mycket förenklat sätt kan man säga att en 3D-skrivare skapar ett objekt genom att lägga tunna lager av ett material ovanpå varandra, och på detta sätt byggs en tredimensionell form upp. Utskriften är baserad på en digital ritning eller form som också sätter måtten i alla riktningar, ofta skapad i CAD program.

Ritningen förvandlas sedan till STL (standard tessellation language) vilket vartefter instruktion om utskrift skickas till 3D-skrivaren. Ofta kan man med blotta ögat se hur maskinen lägger ett lager ovanpå ett annat och föremålet tar skepnad framför ögonen på användaren. Materialen kan skifta och moderna skrivare kan ofta hantera både plast, metall och glas samt vissa ätbara material som choklad eller kex av olika slag.

Beroende på hur avancerad din 3D-skrivare är kanske den bara kan hantera ett eller två olika material, medan industrianpassade 3D-skrivare även kan blanda material inom samma föremål.

3D-utskriften sker på en plattform som kan höjas och sänkas under utskriftens gång. Beroende på hur stort föremål du vill skriva ut, och hur fina lagren i objektet ska vara, kan utskriftsprocessen ta allt från någon timme till flera dagar.

Materialen i en 3D-skrivare kallas ibland för filament vilket beskriver en mycket fin fiberstruktur som fogas samman till ett tredimensionellt objekt. Billiga filament till din 3D-skrivare finns att köpa på olika butiker online eller i samband med att du införskaffar 3D-skrivaren.

Olika tekniker som används

3D-skrivare från olika märken använder sig av olika typer av teknologi för att genomföra 3D-utskrifter. Skillnaderna ligger ofta i hur de olika lagren som bildas fogas samman för att skapa ett tredimensionellt föremål.

En vanligt använd teknik för privatpersoner är FDM (Fused deposition modelling) som bygger på att lager efter lager av en smält plastmassa sprutas ut genom ett eller flera munstycken och läggs lager på lager på objektet som sakta byggs upp. Plattformen som föremålet står på sänks hela tiden för att ge plats åt nya lager att läggas på.

Plasten stelnar nästan direkt när den kommit ut ur munstycket och lagren fästs automatiskt i varandra genom materialets filament eller fibrer. Vanliga material inom FDM tekniken är plasten ABS, vilken påminner om Legoplats, eller biologiskt nedbrytbar plats som PLA, men denna teknik kan också fungera med till exempel choklad. Skrivare från märket Makerbot använder sig av FDM tekniken.

Pulverbaserade tekniker

En annan typ av teknik är så kallade pulverbaserade tekniker, vilket egentligen är ett samlingsnamn för flera olika sätt att skriva ut grundade på samma princip. Ett pulver är basen för utskriften och används som byggmaterial för att forma föremålet. Pulvret kan bestå av pulveriserad plast, metall eller till exempel glas.

Pulvret hälls ut på byggplattformen och de små partiklarna fäster sig i varandra med hjälp av en bindvätska eller en laserstråle. I varianter med laserstråle smälts partiklar för att sedan smälta samman och bilda ett solitt lager.

Denna teknik gör det möjligt att skapa en större variation av former och objekt jämfört med andra skrivartekniker, eftersom de pulverpartiklar som inte smälts eller fogats samman jobbar som ett stöd under byggprocessen och kan sedan lätt borstas av eller återanvändas vid en ny utskrift.

Exempel på pulverbaserade tekniker är SLS (selective laser sintering) och DMLS (direct metal laser sintering), samt EBM (electron beam meling) som med hjälp av en laserstråle i ett vakuum under mycket hög värme smälter samman pulveriserad titan till ett massivt föremål.

Ytterligare andra modeller har vätskebaserade tekniker såsom SLA (stereolithography) och DLP (digital light processing). Dessa tekniker använder ett flytande byggmaterial i en behållare vilket stelnar i samband med att det utsätts för olika typer av ljus. Även denna teknik stöder både plastvarianter som ABS- och PLA filament.

3D-skrivare i olika prisklasser

De 3D-skrivare som används inom industrin för att printa ut modeaccessoarer eller prototyper av klädkollektioner, industrianpassade reservdelar eller sjukvårdsrelaterat material som höftleder och benproteser, är ofta av mycket hög kvalitet och kostar också därefter.

En 3D-skrivare anpassad för industrin eller sjukvården kan ofta kosta flera hundra tusen kronor upp till flera miljoner beroende på vilka material maskinen är tänkt att använda för och hur viktig ytjämnheten och färgsättningen är.

Dessa 3D-skrivare för hemmabruk ligger ofta på mer hanterbara summor och det finns skrivare för runt 2 - 5 000 kronor, även om dessa då levereras i form av byggsatser där användaren själv förväntas sätta ihop produkten.

Den som har god datorvana och stor kunskap inom teknologin klarar förmodligen av denna utmaning utan större problem, medan övriga användare ofta gör bäst i att satsa på en redan monterad maskin. En färdigmonterad kan variera i pris men i snitt ligger de på runt 10-20 000 kronor.

Det man behöver ha i åtanke när man väljer modell och märke är vad 3d-skrivaren är tänkt att användas till och vilka material som kommer att prioriteras. Läs mer på våran köp guide för köp av 3D-skrivare för att lära dig mer om priser och olika modeller. Läs mer om hur 3d-skrivare fungerar hos 3dprinteing.com.