3D tisk - nové možnosti ve výuce technických předmětů

Abstract

Použití 3d tiskárny sebou nepřináší jen pozitivní a zábavnou činnost. Zároveň klade na obsluhu mnohé nároky v teoretických znalostech, ale i v mnoha technických dovednostech. Při vlastním použití 3D tiskárny a tisku pomocí plastu PLA nastal problém s vnitřním pnutím v materiálu, který vyústil v jeho finální prohnutí. Takový výrobek bylo obtížné použít, mnohdy to bylo i nemožné. Při hledání řešení v literatuře a osobní konzultaci s dalšími uživateli vznikla hypotéza, která se stala námětem této práce. Vzniklá hypotéza předpokládá vliv teploty podložky 3D tiskárny na vnitřní pnutí v tisknutém výrobku. Takové pnutí by se s rostoucí teplotou mělo snižovat až na nulovou mez, popřípadě minimálně přijatelnou mez. Výsledkem by měl být výrobek, který se vejde do přijatelných rozměrových tolerancí a jeho základna je rovná. Pro samotné ověření hypotézy na několika experimentech však bylo nejprve zapotřebí vyřešit technicky vyhřívání samotné tiskárny. Toto řešení bylo zpočátku koncepčně navrhnuto a prakticky vyřešeno. Bohužel při vlastním technickém řešení došlo k několika drobným úpravám, ale na samotné podstatě řešení se nic zásadního nezměnilo. Výsledkem je vyhřívací podložka, která je umístěna pod vlastní podložkou, kde probíhá tisk. Vše je napájeno elektricky a jako další krok bylo zapotřebí vyřešit teplotní regulaci, díky které bylo možno provést několik experimentů s tiskem při různých teplotách. Vlastní regulační zařízení bylo vyřešeno pomocí PDI regulátoru s reléovým výstupem, jež spíná a vypíná vyhřívací podložku. Po sérii experimentů na základě hypotézy došlo k nalezení vhodné teploty, ale během experimentů se objevila další komplikace v podobě natavení několika prvních vrstev 3D tisku. Čím byla teplota vyšší, tím bylo pnutí v materiálu výrobku nižší, ale při rostoucí teplotě stoupala nepřesnost tisknutého výrobku. Přesněji zadaná výška výrobku se snižovala, ostatní rozměry zůstaly zachovány. Výsledkem je tak jistý kompromis ve výsledné teplotě a zároveň několik dalších námětů na případné další zkoumání.