{"id":452,"date":"2019-07-15T13:29:01","date_gmt":"2019-07-15T13:29:01","guid":{"rendered":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/?p=452"},"modified":"2021-03-24T11:42:34","modified_gmt":"2021-03-24T11:42:34","slug":"fff-tulostusalustat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/2019\/07\/15\/fff-tulostusalustat\/","title":{"rendered":"Pursottavat 3D-tulostimet ja tulostusalustat: testiss\u00e4 BuildTak FlexPlate"},"content":{"rendered":"

Pursotustekniikkaan perustuvat 3D-tulostimet (FFF, Fused Filament Fabrication) ovat edelleen yleisimpi\u00e4 kuluttajamarkkinoilla myynniss\u00e4 oleva 3D-tulostuslaitteita. T\u00e4m\u00e4 johtuu siit\u00e4, ett\u00e4 ne ovat tekniikaltaan yksinkertaisia, materiaali on edullista, eik\u00e4 k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 ole erityisi\u00e4 riskej\u00e4, jos mahdollisia hiukkasp\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 ei oteta huomioon.<\/p>\n

Yksi pursotustekniikkaan perustuvien laitteiden k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n liittyvist\u00e4 ominaisuuksista on tulostusalustaan liittyv\u00e4t haasteet, tarkemmin ottaen kappaleiden kiinnipysyminen sek\u00e4 irrotus. Yleisimm\u00e4t materiaalit perustason 3D-tulostinten tulostusalustalle ovat lasikuitu\/garoliittilevy tai lasi. Lis\u00e4ksi joillakin palveluntarjoajilla on ollut myynniss\u00e4 laitteita, joissa tulostusalusta on graniittia. Mik\u00e4li materiaalina on lasi, niin pieniss\u00e4 tulostimissa se on yleens\u00e4 normaalia lasia, suuremmissa materiaalina k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n usein borosilikaattilasia, sill\u00e4 se kest\u00e4\u00e4 l\u00e4mp\u00f6tilamuutoksia tavallista lasia paremmin.<\/p>\n

Teollisuustason laitteissa tulostusalusta voi olla erillinen levyns\u00e4 tai kalvo, joka on kiinni pohjalevyss\u00e4 esimerkiksi alipaineen avulla. Esimerkiksi Stratasys k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 laitteissaan kertak\u00e4ytt\u00f6isi\u00e4 tulostuslevyj\u00e4, jonka p\u00e4\u00e4lle kappale tulostetaan. T\u00e4ll\u00e4 varmistetaan se, ett\u00e4 tulostusprosessissa ei tule ongelmia tulostusalustaan tarttumisen kanssa ja minimoidaan tarvittava aseteaika. Luonnollisesti kertak\u00e4ytt\u00f6iset alustat ovat oma kustannuser\u00e4ns\u00e4, mutta teollisuusk\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 kyseess\u00e4 on pienempi haitta kuin mahdolliset laatuongelmat. Markkinoille on my\u00f6s viime aikoina alkanut ilmaantua tulostushihnoilla olevia ratkaisuja, jotka tulevaisuudessa voivat mahdollistaa \u201djatkuvan tulostuksen\u201d ja siten pienent\u00e4\u00e4 entisest\u00e4\u00e4n tulostust\u00f6iden vaihtoon kuluvaa aseteaikaa.<\/p>\n

Alla olevassa kuvassa on esill\u00e4 muutamia erilaisia tulostusalustavaihtoehtoja niin kuluttajatasolta kuin teollisuuspuoleltakin.<\/p>\n

\"\"
Kuva 1. Pursotustekniikkaan perustuviin laitteisiin on tarjolla useita erilaisia ratkaisuja tulostusalustan osalta. 1) garoliitti 2) lasi 3) graniitti 4) borosilikaattilasi 5) kalvo+alipaine 6) Liikkuva alusta. Kuval\u00e4hteet: 1-4: Savonian 3D-tulostuslaboratorio, 5-6: Formnext 2018<\/figcaption><\/figure>\n

3D-tulostimen mukana tulevaan tulostusalustaan ei luonnollisesti tarvitse tyyty\u00e4, vaan sen voi vaihtaa parempaan ratkaisuun niin halutessaan. Harrastelijatason laitteissa alustavan vaihtaminen lasiin on ollut perinteisesti suosittua sen helppouden takia, mutta kehityksen my\u00f6t\u00e4 vaihtoehtoja on tullut lis\u00e4\u00e4. Varsinkin erilaiset magneettikiinnitykseen perustuvat tulostusalustat ovat saavuttamassa suosiota.<\/p>\n

Oppilaitosk\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 olevissa laitteissa tulostusalustoja k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n v\u00e4lill\u00e4 kovakouraisesti, sill\u00e4 joillakin k\u00e4ytt\u00e4jill\u00e4 ei k\u00e4rsiv\u00e4llisyys riit\u00e4 kappaleiden varovaiseen irrotukseen alustoista. Jopa graniittialustat murenevat, kun kappaleita kilkutellaan irti mit\u00e4 eriskummallisimmilla v\u00e4lineill\u00e4 ja runsasta voimaa k\u00e4ytt\u00e4en. Tulostusalustan olisi siis oltava mielell\u00e4\u00e4n sellainen, ett\u00e4 se kest\u00e4\u00e4 my\u00f6s hieman kovakouraisempaa k\u00e4ytt\u00f6\u00e4.<\/p>\n

Yksi t\u00e4m\u00e4n hetken tunnetuimmista magneettikiinnitykseen ja jousiter\u00e4slevyyn perustuvista tulostusalustoista on BuildTak FlexPlate. Asennuspaketin hintaluokka keskikokoiselle perustason tulostimelle on noin 100 \u20ac, mutta on syyt\u00e4 huomioida, ett\u00e4 pinnoite on kuluva osa.<\/p>\n

BuildTak FlexPlate<\/h2>\n

BuildTak FlexPlate on pursottaville tulostimille tarkoitettu magneettinen tulostusalusta. BuildTak FlexPlate-j\u00e4rjestelm\u00e4 koostuu kolmesta osasta: magneettisesta pohjalevyst\u00e4, jousiter\u00e4slevyst\u00e4, ja BuildTak-pinnoitteesta. Magneettinen pohjalevy kiinnitet\u00e4\u00e4n 3D-tulostimen tulostusalustaan, jonka p\u00e4\u00e4lle jousiter\u00e4slevy asetetaan. Pohjalevyn magneetit ovat riitt\u00e4v\u00e4n voimakkaat varmistamaan ter\u00e4slevylle tukevan kiinnityksen tulostuksen ajaksi.<\/p>\n

Jousiter\u00e4slevyn k\u00e4yt\u00f6n ajatus on seuraava: Tulostuksen valmistuttua jousiter\u00e4slevy irrotetaan magneettisesta pohjalevyst\u00e4 ja sit\u00e4 taivutetaan, jolloin tulostettu kappale irtoaa alustasta ilman ty\u00f6kaluja. BuildTak-pinnoitteen tarkoitus on toimia tulosteen ja ter\u00e4slevyn v\u00e4lisen\u00e4 adhesiivina. Tavallisesti t\u00e4h\u00e4n k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n liimaa tai teippi\u00e4, mutta niist\u00e4 voi j\u00e4\u00e4d\u00e4 tulostettavaan kappaleeseen j\u00e4\u00e4mi\u00e4 jotka vaikuttavat tulostettavan kappaleen ensimm\u00e4isen kerroksen pinnanlaatuun. BuildTak-tulostusalustalla saadaan aikaiseksi tasainen laatu ja varma kiinnitys.<\/p>\n

\"\"
Kuva 2. Vasemmalta oikealle: Magneettinen pohjalevy, jousiter\u00e4slevy ja BuildTak tulostuspinnoite.<\/figcaption><\/figure>\n

J\u00e4rjestelm\u00e4n asennus<\/h3>\n

BuildTak FlexPlate-j\u00e4rjestelm\u00e4n asennukseen kuluu aikaa noin 10 minuuttia. J\u00e4rjestelm\u00e4 asennetaan puhdistamalla tai irrottamalla ensin 3D-tulostimen alkuper\u00e4inen tulostusalusta. J\u00e4rjestelm\u00e4n voi siis asentaa vanhan p\u00e4\u00e4lle tai korvata sill\u00e4 vanhan, jos se on mahdollista. Magneettisen pohjalevyn kiinnitys tapahtuu liimalla, joka on valmiiksi levyss\u00e4 ja suojattu kalvolla. Kalvo irrotetaan ja pohjalevy kiinnitet\u00e4\u00e4n tulostimeen. Levyn sijainti kannattaa mitata tarkasti, koska esimerkiksi Easy3DMaker tulostimessa tulostusalustan alumiinilevy on suurempi kuin sen alla oleva l\u00e4mmityselementti.<\/p>\n

Seuraavaksi BuildTak-tulostusalusta kiinnitet\u00e4\u00e4n jousiter\u00e4slevyyn irrottamalla siit\u00e4 liimaa suojaava kalvo. T\u00e4ss\u00e4 vaiheessa kannattaa olla varovainen, ettei v\u00e4liin j\u00e4\u00e4 ilmakuplia koska yksikin ilmakupla alustassa vaikuttaa negatiivisesti tulosteiden laatuun. Lopuksi jousiter\u00e4slevy asetetaan magneettisen pohjalevyn p\u00e4\u00e4lle, jonka j\u00e4lkeen alustan korkeus kalibroidaan. Tulostuksen j\u00e4lkeen ter\u00e4slevy voidaan irrottaa alustasta viel\u00e4 sen ollessa kuumana ja kappale irrotetaan siit\u00e4 taivuttamalla levy\u00e4. Tavallisella tulostusalustalla joudutaan odottamaan tulostusalustan j\u00e4\u00e4htymist\u00e4, jotta kappaleen irrottaminen helpottuu.<\/p>\n

\"\"
Kuva 3. Vasemmalta vanha tulostuslusta, oikealla poistettuna pohjalevylt\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n
\"\"
Kuva 4. BuildTak \u2013tulostuspinnoitteen kiinnitt\u00e4minen jousiter\u00e4slevyyn. Luonnollisesti ter\u00e4slevy tulee puhdistaa huolellisesti ennen pinnoitteen kiinnitt\u00e4mist\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n
\"\"
Kuva 5. Magneettinen pohjalevy asennettuna, oikealla tulostusalusta pohjalevyn p\u00e4\u00e4ll\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n

BuildTak FlexPlate-j\u00e4rjestelm\u00e4 k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4<\/h3>\n

BuildTak FlexPlate-j\u00e4rjestelm\u00e4 helpottaa ja nopeuttaa 3D-tulostimen k\u00e4ytt\u00f6\u00e4: Tulosteiden kiinnittymist\u00e4 tulostusalustaan ei tarvitse mietti\u00e4. Tulosteiden laatu pysyy my\u00f6s hyv\u00e4n\u00e4 niin pitk\u00e4\u00e4n, kun BuildTak-pinnoite on hyv\u00e4ss\u00e4 kunnossa. BuildTak-pinnoitteen on arvioitu kest\u00e4v\u00e4n 250 tuntia PLA-tulosteissa ja 50-100 tuntia ABS-tulosteissa. Pinnoitteen voi toki pilata my\u00f6s ensimm\u00e4isell\u00e4 k\u00e4ytt\u00f6kerralla, jos tulostin on kalibroitu huonosti.<\/p>\n

BuildTak tarjoaa kahta erilaista pinnoitetta: BuildTak ja BuildTak PEI. Ensimm\u00e4inen soveltuu yleisimmille filamenteille (mm. ABS, PLA, HIPS\u2026) ja j\u00e4lkimm\u00e4inen puolestaan mm. PETG:lle. Luonnollisesti jokaiselle pinnoitteelle tulee olla oma jousiter\u00e4slevyns\u00e4.<\/p>\n

\"\"
Kuva 6. BuildTak FlexPlate-j\u00e4rjestelm\u00e4 k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4. Kappale irrotetaan jousiter\u00e4slevyst\u00e4 taivuttamalla levy\u00e4.<\/figcaption><\/figure>\n

J\u00e4rjestelm\u00e4 on toiminut k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 sill\u00e4 tavalla kuin sen on luvattukin. Tulosteet ovat kiinnittyneet tulostusalustaan jokaisella tulostuskerralla ja niiden irrottaminen on onnistunut ongelmitta. Alustan k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4 emme ole viel\u00e4 ehtineet testaamaan mutta pinnoitteeseen on alkanut ilmaantua pieni\u00e4 k\u00e4yt\u00f6n j\u00e4lki\u00e4 muutaman viikon k\u00e4yt\u00f6n j\u00e4lkeen.<\/p>\n

BuildTak FlexPlate \u2013j\u00e4rjestelm\u00e4n hinta ja k\u00e4ytt\u00f6kustannukset ovat \u201dvakioalustan\u201d k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 suuremmat, mutta sill\u00e4 voidaan katsoa olevan seuraavia hy\u00f6tyj\u00e4:<\/p>\n

    \n
  • Tulosteiden kiinnitykseen ei tarvitse k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 liimaa tai teippi\u00e4<\/li>\n
  • Tulosteet irtoavat helposti alustasta levy\u00e4 taivuttamalla<\/li>\n
  • Tulosteiden laatu paranee<\/li>\n<\/ul>\n

    DIY -vaihtoehto<\/h2>\n

    BuildTak vaikuttaa siis toimivalta ratkaisulta, mutta ent\u00e4 jos kustannuksia ajatellen alustaksi vaihtaisi vain perinteisen ruostumattoman ter\u00e4slevyn? <\/strong><\/p>\n

    Savonian 3D-tulostuslaboratoriossa on ollut kokeilussa \u201dtee-se-itse\u201d-ratkaisu, jossa 2mm ter\u00e4salusta on asennettu aiemman alustan p\u00e4\u00e4ll\u00e4 hieman FlexPlate \u2013j\u00e4rjestelm\u00e4n tapaan. T\u00e4ll\u00f6in ei k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 ole luonnollisestikaan jousiter\u00e4slevyn etuja (kappaleiden helppo irrottaminen) mutta toisaalta alusta kest\u00e4\u00e4 huomattavasti muita yleisi\u00e4 materiaaleja kovempaa k\u00e4ytt\u00f6\u00e4. Mik\u00e4li tulostusalustaa vaihtaa, on syyt\u00e4 huomioida my\u00f6s mahdollinen painoero. Mik\u00e4li alusta vaihtuu painavampaan, voi se vaikuttaa 3D-tulostimen mekaanisiin ominaisuuksiin ja sit\u00e4 kautta aiheuttaa laatuongelmia, ellei painoa kompensoi esimerkiksi tulostusnopeutta laskemalla.<\/p>\n

    Koska kyseess\u00e4 on l\u00e4mmitett\u00e4v\u00e4 tulostusalusta, laitettiin l\u00e4mm\u00f6n johtumista ajatellen alustan ja ter\u00e4slevyn v\u00e4liin piitahnaa.<\/p>\n

    Huonona puolena puhtaan ter\u00e4slevyn k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 on luonnollisesti se, ett\u00e4 siit\u00e4 puuttuu pinnoitus. K\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 tulostus ei onnistu suoraan ter\u00e4salustan p\u00e4\u00e4lle ilman lis\u00e4ainetta, sill\u00e4 tulostusmateriaalit eiv\u00e4t tartu riitt\u00e4v\u00e4n hyvin ter\u00e4slevyn pintaan l\u00e4mmityksest\u00e4 huolimatta.<\/p>\n

    Asian voi ratkaista perinteiseen tapaan, eli liima-aineen k\u00e4ytt\u00e4misell\u00e4. Toimivaksi ratkaisuksi on osoittautunut ohut erikeeper (vesiliukoinen puuliima PVAc) \u2013kerros joka kuivuttuaan toimii pinnoitteena. Liimakerros tarttuu alustaan kohtuullisen hyvin ja PLA \u2013muovi puolestaan PVAc liimakerrokseen hyvin.<\/p>\n

    \"\"
    Kuva 7. Zmorph 2.0 SX -tulostimessa kiinni oleva 2mm ter\u00e4slevy.<\/figcaption><\/figure>\n

    Kappaletta irrotettaessa liimakerros tosin yleens\u00e4 irtoaa alustan puolelta, joten se on uusittava ennen seuraavaa tulostuskertaa. Irtoava aines j\u00e4\u00e4 kiinni alimpaan kerrokseen josta se on tarvittaessa irrotettava. Liiman tilalta voisi toki k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 my\u00f6s jotain muuta kiinnikeainetta, esim. kapton \u2013teippi\u00e4 tai BuildTakin tapaista pinnoitetarraa. Toisaalta t\u00e4m\u00e4 tarkoittaisi sit\u00e4, ett\u00e4 k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 olisi taas kerran alusta\/pinnoite, joka kest\u00e4\u00e4 v\u00e4hemm\u00e4n k\u00e4ytt\u00f6\u00e4. Ter\u00e4slevyn hy\u00f6dyksi j\u00e4isi siis ainoastaan se, ett\u00e4 kuluva pinnoite\/tarra on helppo vaihtaa aika ajoin ter\u00e4slevyn p\u00e4\u00e4lle.<\/p>\n

     <\/p>\n

    Sampsa Yl\u00f6nen
    \nProjektity\u00f6ntekij\u00e4<\/p>\n

    Antti Alonen
    \nTKI-asiantuntija
    \nSavonia-ammattikorkeakoulu<\/p>\n

     <\/p>\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Pursotustekniikkaan perustuvat 3D-tulostimet (FFF, Fused Filament Fabrication) ovat edelleen yleisimpi\u00e4 kuluttajamarkkinoilla myynniss\u00e4 oleva 3D-tulostuslaitteita. T\u00e4m\u00e4 johtuu siit\u00e4, ett\u00e4 ne ovat tekniikaltaan yksinkertaisia, materiaali on edullista, eik\u00e4 k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 ole erityisi\u00e4 riskej\u00e4, jos mahdollisia hiukkasp\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 ei oteta huomioon. Yksi pursotustekniikkaan perustuvien laitteiden k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n liittyvist\u00e4 ominaisuuksista on tulostusalustaan liittyv\u00e4t haasteet, tarkemmin ottaen kappaleiden […]<\/p>\n","protected":false},"author":4267,"featured_media":457,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[5,36,34,35,29],"class_list":["post-452","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3dtik","tag-3d-tulostus","tag-buildtak","tag-fff","tag-flexplate","tag-pursotus"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/452","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4267"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=452"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/452\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":976,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/452\/revisions\/976"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media\/457"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=452"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=452"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogi.savonia.fi\/3dtulostus\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=452"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}