A 3D Monument Kft. jelenleg három additív gyártási technológiával foglalkozik a 3D nyomtatás technológián belül. Ezek az FDM, SLA és UV LCD technológiák. Az FDM az angol „fused deposition modeling” rövidítése, jelentése pedig, hogy fuzionált anyaglerakással történő modell alkotás. Az FDM technológia során hőre lágyuló polimert, azaz hétköznapi nevén, filamentet, ömleszt meg az extrúder, majd rétegenként rajzolja meg a modellt.

Filament típusok:

PLA filament, ezen belül CR-PLA filament, Ender-PLA, illetve ABS és PETG filament.

Ez azt jelenti, hogy megrajzol egy réteget a nyomtató, majd vagy a tárgyasztal, vagy pedig az extrúder fej, egy réteg távolággal, lejjebb vagy feljebb mozdul. Egy réteg standard magassága 0,2 mm. A polimert az extrúder húzza be, és általában feltekercselt formában spulnin tároljuk. Ezek a spulnik kilós kiszerelésbe kaphatók leggyakrabban, de természetesen vannak negyed, fél és két kilósak is.

A legtöbb 3D nyomtatónak már fűtött tárgyasztala van, mivel ez elősegíti a tapadást az első réteg számára. A tárgyasztal anyaga lehet fém, üveg, illetve mágneses építőlapok kaphatóak a fém tárgyasztalokhoz, amik segítik a modell leszedését a nyomtatóról. Számunkra a mágneses építőlap vált be legjobban, mivel ekkor az építőlap választható le a modellről, és nem sérül a modell. FDM nyomtatókból a Creality 3D nyomtatók váltak be a legjobban.

Az Ender szériának az Ender-3-as modellje a legelterjedtebb nyomtató, mivel könnyű kezelni, és kevés karbantartást igényel. A Creality CR szériából egy CR-10 Max nyomtatónk is van ennek jelentősen nagyobb a nyomtatási felülete, mint az Ender-3-nak. A nagy nyomtatási felület fontos volt, ezért vásároltunk egy Vivedino T-Rex 3 3D nyomtatót, ennek már üveg a tárgyasztala, aminek az előnye, hogy ABS használatakor lehet használni ragasztóanyagot a jobb tapadás érdekében, és el is távolítható róla később. Az SLA technológia elnevezése az angol „stereolithography apparatus” rövidítéséből jön, jelentése sztereolitográfiai készülék.

Egy SLA nyomtatón található egy kád, aminek áttetsző az alja. Ebben a kádban folyékony fotopolimer található, és a tárgyasztal ebbe a kádba ereszkedik bele, és az aljától egy réteg távolságra. Ennél a gyártási technológiánál a standard rétegvastagság 0,05 mm. A kád alatt egy forgatható tükör és egy UV lézer található. Ahol a fotopolimert a lézer fény éri, ott megszilárdul és a tárgyasztalhoz, vagy az előző réteghez tapad. Ez az eljárás sokkal gyorsabb, mint az FDM, mivel a fotopolimerek gyorsabban kötnek meg, mint a hőre lágyuló polimerek lehűlnek. Illetve egy kis tömegű tükör forgatása is gyorsabb, mint egy nagy extrúderfej mozgatása. A fotopolimereket a hétköznapi nevén Resinnek nevezik.

A Resineket több színbe is lehet kapni, pont úgy mint a filamenteket. Az UV LCD additív gyártási technológia sokban hasonlít az SLA-hoz. Itt is Resinnel dolgozunk, és a tárgyasztal itt is általában fejjel lefelé található, és függőlegesen felfelé emelkedik ki a kádból a modell. A különbség viszont, hogy itt nem egy lézer rajzolja végig a réteget, hanem egy UV LCD kijelzőn a rétegnek megfelelő pixelek világítanak csak, és ezáltal egy réteg összes pontját egyszerre szilárdítja ki. Ahogy érezhető is, az UV LCD még az SLA-nál is gyorsabb, és itt is 50 mikron a standard rétegvastagság.

A Creality Ender-3 3D nyomtató FDM technológián alapul. Az extrúderfej mozgását az XYZ tengelyeken elhelyezett léptetőmotorok biztosítják. Az anyagbehúzását is egy léptetőmotor biztosítja, amely nem közvetlenül az extrúder mellett található, hanem a nyomtató téren kívül. A behúzó motor egy bowdenen keresztül tolja a filamentet az extrúder felé. Az extrúderben közvetlenül a fúvóka előtt megömleszti a hot-end a polimert, és a még szilárd filament, dugattyúként tolja ki a fúvókán már megömlesztett anyagot. Az Ender-3 rendelkezik hűthető tárgyasztallal.

Gyárilag csipeszekkel rögzíthető, merevebb építőlapot adnak a nyomtatóhoz, viszont sok használat után sérülések keletkeztek rajta, és lecseréltük mágneses építőlapra. A függőleges Z tengely végálláskapcsolója a vázon található, tehát ehhez a magassághoz kell igazítani a tárgyasztalt, az alján található 4 tekerővel. Az kalibrálás legegyszerűbb módja, ha egy papírlapot helyezünk a fúvóka és az asztal közé, és amikor akkor van jól beállítva a magasság, ha csak kis ellenállást érzünk a papír mozgatása közben.

Az Ender-3-on a megszokott kék-fehér LCD kijelző található, egy nyomgombos tekerővel, amivel a menüben tudunk navigálni. A saját nyomtatónkon lecseréltük még a feedert is, mivel a gyári műanyag elöregedett. Most már fém feeder található a gépen, ami sokkal simább táplálást biztosít. Az Ender-3-ra rengeteg változást lehet még eszközölni, úgymint a behúzó motorra kis tekerőt lehet nyomtatni, illetve az egész konstrukciót is át lehet alakítani és a behúzó motort az extrúderhez rakni. Mi ezeket feleslegesnek találtuk, mivel van Direkt Drive hajtású nyomtatónk. Viszont CAD-ben modelleztünk egy kis tartót a nyomtatóra, ahol a microSD kártya USB átalakítót és egy-két imbuszkulcsot lehet tárolni.

A Creality CR-10 Max is FDM technológiájú 3D nyomtató. Ez a nyomtató se rendelkezik Direct Drive-val, hanem bowdenen keresztül tolja be a léptetőmotor a filamentet. A CR-10 Max is rendelkezik hűthető tárgyasztallal, és ezt is lecseréltük mágnesesre. Ez a 3D nyomtató már rendelkezik filament elfogyás érzékelővel, és leáll, ha elfogy a filament, és tekercs csere után onnan tudja folytatni, ahol abbahagyta. Ugyancsak áramszünet esetén intelligens folytatás funkciójának köszönhetően, tudja folytatni a nyomtatást.

Mivel a nyomtatási terület jóval nagyobb, 450x450x470 mm, egy jóval masszívabb keretet kapott. A stabil keretének köszönhetően sokkal kevesebb rezgés keletkezik, így a nyomtatás minősége is jelentősen javul. A hőálló PTFE cső segítségével az eltömődés lehetősége sokkal kisebb. A CR-10 Max esetében a függőleges Z tengely nullpontjának a meghatározása már nem végálláskapcsolóval történik, hanem egy úgynevezett BL Touch-csal. Ennek a lényege, hogy egy kis műanyag pöcök kiugrik kalibráláskor, gyorsmenetben elindul szán lefele. Mikor leér a pöcök benyomódik, ezzel érzékeli a gép, hogy leért. Ezután újra felmegy, és lassúmenetben újra elindul lefele, és amikor a tárgyasztal belöki újra a pöcköt, ott állítja be a nullpontot.

Emiatt a tárgyasztal alján található 4 tekerő, használata teljesen más elgondolást igényel. Az Ender-3-nál a tekerőkkel állítottuk be a magasságot, és a 4 sarok egymáshoz viszonyított helyzetét is. Viszont a CR-10 Maxnál a magasságot mindig a tárgyasztal közepéhez képest méri a gép, és nekünk a tekerőkkel már csak a sarkok egymáshoz képesti helyzetét kell állítanunk. Tehát ha a 4 tekerőn ugyanannyit állítunk akkor valójában semmit nem változtattunk, mert a BL Touch segítségével a szán a tárgyasztal közepéhez képest fog kalibrálni, nem pedig a vázhoz képest. A CR-10 Max kezelő felülete is nagyban eltér a megszokottól. Ezen a nyomtatón már érintőképernyő található, és egy sokkal letisztultabb menürendszer.

A kalibráláshoz se kel már saját gcode-ot írni, hanem az érintőképernyőn ki lehet választani, hogy a 4 sarok és a középpont közül, hova szeretnénk küldeni a szánt. A Vivedino T-Rex 3 nyomtató is FDM technológiájú, a kezelő felülete az Ender-3-aséhoz hasonlóan egy kék-fehér LCD kijelzőből és egy nyomógombos tekerőből áll. A nyomtatási területe 400x400x500 mm, amit szintén egy robosztus keret tart, meggátolva a nemkívánatos rezgéseket. Ennek a nyomtatónak a különlegessége, hogy nem egy, hanem kettő extrúder található rajta.

Sőt ez a két extrúder nem egy szánon található, hanem két külön szánon, amik külön-külön tunak mozogni az X tengely mentén. Természetesen a másik két tengely közös, mivel az Y tengely mentén a tárgyasztal mozog, az függőleges Z tengely menté pedig a teljes X tengely mozog. Ezt az elrendezést IDEX-nek nevezik. Ez az elnevezés az angol „independent dual extrusion system” rövidítéséből keletkezik. Amikor közös szánon található a két extrúder, akkor előfordul egy olyan jelenség, hogy az egyik extrúder végig fest egy teljes réteget, és a másik extrúder fej ebbe belekarcol a rezgések, vagy a rajtamaradt filament miatt. Az IDEX rendszereknek az előnye, hogy ezt megelőzik, hiszen addig a nyomtató területen kívül várakozik a másik fej, amig az egyik dolgozik.

Az IDEX elrendezés további előnye, hogy a két fej külön is dolgozni. Ez azt jelenti, hogy a modellt egyszerre két példányban nyomtatja ki a gép. Ez a két példány lehet egymás duplikátuma, vagy egymás tükörképe is akár. Ez a 3D nyomtató már Direkt Drive-val rendelkezik, azaz a behúzó motorok közvetlenül az extrúder mellett találhatóak. Ez sokkal egyenletesebb anyagáramlást biztosít, hiszen itt már nincs bowden, amiben a filament súrlódna, és ezáltal akadozna. Szintén a Direct Drive-nak köszönhetően, ezzel a nyomtatóval már lehet rugalmas filamentet is nyomtatni. A bowdenes elrendezéssel, azért nem lehet, mert akkor a motor csak belefeszítené a bowdenbe a filamentet, és nem érvényesülne a dugattyúhatás.

A T-Rex 3D nyomtató üveg tárgyasztallal rendelkezik, ami lehetővé teszi, hogy használjunk ragasztóanyagokat az első réteg tapadásának a növelése érekében. A legrosszabb adhézióval az ABS rendelkezik, annál szinte muszáj ragasztót használni. Azért csak szinte, mert a kisebb alkatrészek esetén előbb elkészül a modell, minthogy kihűlne az első réteg és elkezdne vetemedni. Ezen a gépen is BL Touch-csal történik a kalibrálás, illetve 4 tekerő is található a tárgyasztal 4 sarkánál. Viszont a kalibrálás sokkal precízebb, mint bármelyik másik gépünknél. A kalibrálás első lépéseként körülbelül vízszintesére állítjuk az asztal a 4 tekerő segítségével. Majd beállítjuk a Z irányú eltolást, ami a BL Touch érzékelése és a fúvóka vége között van. Ezt a szokásos papírlapos módszerrel tehetjük meg. Majd elindítjuk a gépen a szintezési procedúrát.

Ez abból áll, hogy a gép a BL Touch segítségével 225 ponton megméri a tárgyasztalt. Ezeket később arra használja, hogy nyomtatás közben a tárgyasztal egyenetlenségeit korrigálja. Ez jelentősen javítja a modell felületi minőségét. Az Elegoo Saturn már egy UV LCD technológián alapuló 3D nyomtató. A tárgyasztal fejjel lefelé merül bele a kádba, és a nullpontot a vázra szerelt optokapuk jelölik ki. Ezek után a tárgyasztalt tartó gömbcsuklón lehet még állítani, ami a szokásos papíros módszerre történik. Ennek a gépnek is má érintőképernyős kezelőfelülete van, és egy még egyszerűbb menürendszere, mivel a technológiából kifolyólag, nincsen sok paraméter, amit lehetne állítgatni.

Az egész nyomtató kapott egy UV szűrő burkolatot, értelemszerűen nem előnyös, ha nyomtatás közben a napfény hatására is elkezd megszilárdulni a fotopolimert. A nyomtatás felbontását, azaz a méretpontosságát, az LCD kijelző felbontása határozza meg, ez a Saturn esetében 4K, azaz 3840x2400 pixeles, ami a valóságba 0,05 mm-es pontosságot eredményez. A nyomtatás után el kell távolítani a modellről a még folyékony fotopolimert, mivel az káros az egészségre, ha érintkezik bőrfelülettel. Ezt általában izopropanollal tehetjük meg.

Ezután további kikeményítést igényel, ezt megtehetjük úgy, hogy kirakjuk a napra egy órára, vagy pedig egy UV lámpa segítségével megvilágítjuk 2-3 percig. Az elhasznált izopropanolt, sem érdemes kidobni, hanem egy átlátszó edényben kirakni a napra, és hagyni, hogy a fotopolimer kikeményedjen. Ezután az izopropanol leönthető róla, és újra használható.