Betooni 3D-printimise juhend

Objekti mõõtmed

Printimisala

Meie printeri tööala on 7000 mm pikk ja 3000 mm lai.

Maksimaalne printimiskõrgus ei ole kogu tööala ulatuses ühesugune. Kõrguspiir muutub tööala pikkuses ligikaudu 300 millimeetrist kuni 1000 millimeetrini. Täpne lubatud kõrgus sõltub objekti asukohast printeri tööalal ning on näidatud tööala joonisel.

Pikk objekt ei pruugi seetõttu kogu oma pikkuses mahtuda maksimaalse kõrguse piiridesse. Lõplik paigutus kontrollitakse alati tööala joonise ja 3D-mudeli põhjal.

Objekt peab mahtuma tervikuna lubatud tööruumi sisse. Lisaks objekti mõõtmetele tuleb arvestada printeripea, düüsi ja muude masinaosade liikumiseks vajaliku ohutusruumiga.

Maksimaalne prinditav objekt

Ühes tükis valmistatava objekti suurust ei määra ainult printeri tööala. Arvestada tuleb ka objekti massi, raskuskeskme, tõstmise, transportimise ja paigalduskohaga.

Väga pikk, kõrge või kitsas objekt võib olla prinditav, kuid pärast kivinemist raskesti teisaldatav. Keerulise kujuga objekt võib vajada lisaruumi tõstetroppide, kahveltõstuki või muu tõsteseadme kasutamiseks.

Suuremaid objekte saab valmistada mitme eraldi elemendina. Osad prinditakse eraldi ja ühendatakse pärast kivinemist. Osadeks jagamine võib olla mõistlik ka väiksema objekti puhul, kui see lihtsustab transporti, paigaldamist või üksikute detailide hilisemat vahetamist.

Hea jaotuskoht jääb võimalusel visuaalselt varjatud, ei nõrgesta objekti ning võimaldab osad omavahel täpselt kokku sobitada.

Printjoone mõõtmed

Printer paigaldab materjali tavaliselt 35–55 mm laiuse printjoonena. Ühe kihi kõrgus on ligikaudu 8–15 mm.

Täpsed mõõdud valitakse objekti kuju, suuruse, materjali, printimiskiiruse ja soovitud pinnailme järgi. Madalam kiht võimaldab kuju täpsemalt edasi anda, kuid pikendab printimisaega. Laiem printjoon annab massiivsema seina, kuid vähendab väikeste detailide täpsust.

Väikseim praktiline seinapaksus vastab üldjuhul vähemalt ühe printjoone laiusele. Ühekihilise seina puhul tuleb arvestada ligikaudu 35–55 mm paksusega. Paksema seina saab moodustada mitme kõrvuti kulgeva printjoone, sisemise tugistruktuuri või hiljem täidetava õõnsusega.

Printjoonest väiksemaid detaile ei ole võimalik usaldusväärselt edasi anda. Väga peened servad, kitsad ribid, väikesed süvendid ja õhukesed tipud võivad printimisel kaduda, deformeeruda või ümarduda.

Prinditud pinnal jäävad kihid tavaliselt nähtavaks. See on betooni 3D-printimise loomulik välimus, mitte tootmisviga.

Kalded ja üleulatuvad osad

Väljapoole kalduv sein tekib nii, et iga järgnev kiht nihkub eelmisest veidi kõrvale. Uus kiht peab siiski toetuma piisavalt alumisele kihile.

Lubatud nihe sõltub printjoone laiusest, kihi kõrgusest, materjalist, objekti kõrgusest, printimiskiirusest ja kihivahelisest ajast. Liiga järsud kalded võivad printimise ajal vajuda, keerduda või oma kuju muuta.

Sissepoole kitsenevaid vorme on üldjuhul lihtsam printida kui kiiresti väljapoole laienevaid vorme. Kausi, vaasi või istutuskasti puhul tasub kuju kavandada nii, et laienemine toimuks järk-järgult.

Suured horisontaalsed eendid, riiulid, katused ja sillad vajavad tavaliselt lisatuge või eraldi valmistatud detaili. Sageli on mõistlik teha horisontaalne osa metallist, puidust, valatud betoonist või eraldi prinditud elemendina.

Keerulisemate üleulatuste puhul võib aidata objekti osadeks jagamine, seina paksuse suurendamine või kuju muutmine laugemaks.

Prinditee

3D-mudeli väliskuju ei ole veel printeri liikumistee. Mudeli põhjal koostatakse prinditee, mida printer igas kihis järgib.

Prinditee mõjutab nurki, ühenduskohti, seina paksust, printimisaega ja objekti stabiilsust. Sujuv ja pidev prinditee annab tavaliselt ühtlasema tulemuse kui paljude katkestuste ja järskude suunamuutustega rada.

Suletud prinditee

Kõige tavalisem ja töökindlam lahendus on suletud kontuur. Printer liigub pidevalt ümber objekti ning prinditee algus ja lõpp saavad kokku.

Suletud prinditee sobib hästi näiteks vaasidele, istutuskastidele, sammastele, valgustite kestadele, pinkide tugedele ja teistele õõnsatele vormidele.

Suletud kuju vähendab materjalivoolu käivitamisi ja peatamisi ning aitab hoida objekti stabiilsena.

Avatud prinditee

Printida saab ka avatud kontuuriga seinu. Sellisel juhul liigub printer ühes kihis ühes suunas ja järgmises kihis tagasi või alustab iga kihti uuesti.

Avatud prinditee otstes peab materjalivool käivituma ja peatuma puhtalt. Seetõttu võivad prinditee algus- ja lõpp-punktid jääda muust pinnast veidi erinevad.

Avatud seinte puhul tuleb vältida väga õhukesi ja kõrgeid vabu otsi. Vajadusel saab otsad muuta paksemaks, ümardada või siduda teise seina, ribi või ristuva elemendiga.

Pikad toestamata sirged seinad

Pikk sirge sein võib printimise ajal külgsuunas painduda või laineliseks muutuda isegi siis, kui selle paksus on muidu piisav. Risk suureneb seina kõrguse kasvades, sest värske materjal ei ole veel saavutanud lõplikku jäikust.

Väga pikki sirgeid lõike tasub võimalusel vältida. Seina saab stabiliseerida kerge kaare, lainelise kuju, ristuva seina, sisemise ribi või lokaalse paksendusega. Mõnikord piisab ka sellest, kui pikk sirge jagatakse visuaalselt sobivates kohtades lühemateks lõikudeks.

Täpset maksimaalset toestamata pikkust ei saa määrata ainult joonise põhjal. See sõltub seina kõrgusest, paksusest, materjalist ja printimise kiirusest ning kontrollitakse konkreetse mudeli järgi.

Kattuvad printjooned

Printjooni saab omavahel kattuma panna, et ühendada seinu, moodustada ristuvaid osi või tugevdada konstruktsiooni.

Seda võib vaja minna näiteks vaheseinte, sisemiste ribide, pingi tugede või mitmekihiliste seinte juures. Kattumise pikkus ja printimise järjekord määratakse mudeli ning kasutatava printjoone mõõtude järgi.

Liiga lühike kattumine võib tekitada nõrga ühenduse. Liiga suur kattumine võib põhjustada liigse materjali kogunemist ja nähtavat paksenemist.

Objekti liiga kiire kasv kõrguses

Printimise ajal peab alumistel kihtidel olema piisavalt aega jäigastuda, enne kui neile lisatakse järgmiste kihtide raskus.

Kui printer naaseb samasse piirkonda liiga kiiresti, kasvab objekt kõrguses kiiremini, kui värske materjal suudab koormust vastu võtta. Selle tagajärjel võib sein laieneda, vajuda, kalduda või kokku variseda.

See probleem tekib sagedamini väikese ümbermõõduga objektide puhul, sest ühe kihi printimine võtab vähe aega. Näiteks väikese vaasi või samba puhul võib printer jõuda uue kihiga samasse kohta juba mõne sekundi pärast.

Kõrguse kasvukiirust saab vähendada, suurendades ühe kihi prinditee pikkust, printides korraga mitut objekti, lisades kihivahelise ooteaja või kohandades materjali ja printimiskiirust. Mõnikord on kasulik paigutada printeri tööalale mitu väikest toodet ning printida neid vaheldumisi.

Seetõttu ei määra objekti prinditavust ainult selle lõplik kuju. Oluline on ka see, kui kiiresti objekt printimise ajal Z-suunas ehk kõrguses kasvab.

Nurgad ja kujumuutused

Teravad nurgad

Täiesti teravat nurka ei ole betooni 3D-printimisel võimalik moodustada. Printjoonel on kindel laius ning suunda muutes jääb nurk alati veidi ümardatuks.

Väga teravad sisenurgad võivad põhjustada materjali kogunemist. Teravates välisnurkades võib printjoon venida või muutuda ebaühtlaseks.

Ümardatud nurgad

Nurgad tuleks võimalusel juba mudelis ümardada. Hea lähtekoht on raadius, mis vastab vähemalt poolele printjoone laiusest.

Print Betooni tavapäraste printjoonte puhul tähendab see ligikaudu 20–30 mm minimaalset raadiust. Suurem raadius muudab printeri liikumise sujuvamaks ja annab tavaliselt puhtama tulemuse.

Dekoratiivsete objektide puhul võib nurga asemel kasutada laugjat üleminekut, lainet või faasi. Sellised lahendused sobivad 3D-printimise kihilise pinnaga sageli paremini kui klassikaline terav nurk.

Kiired kujumuutused

Väga järske laiuse, seina paksuse või suuna muutusi tuleks vältida. Kui objekt muutub mõne kihi jooksul väga kitsast väga laiaks, võib materjal jaotuda ebaühtlaselt.

Sujuv üleminek töötab enamasti paremini. Paksenemine või kitsenemine võiks toimuda mitme kihi jooksul, mitte ühe järsu astmena.

Printimisviisid

Horisontaalne kihistamine

Objektid prinditakse üldjuhul horisontaalsete kihtidena. See sobib hästi vormidele, mille põhi on tasane ning mille seinad tõusevad alt üles.

Horisontaalne kihistamine on töökindel ja sobib enamiku toodete valmistamiseks. Sirge horisontaalne ülaserv jääb selle meetodiga tavaliselt kõige puhtam.

Astmeline kaldpind

Kui objekti ülaserv on kaldu, tekib see horisontaalsete kihtide tõttu astmelisena. Astmete suurus sõltub kihi kõrgusest.

Mida madalam on kiht, seda väiksemad ja vähem märgatavad astmed jäävad. Väikese kalde puhul võib serv mõjuda peaaegu sujuvana. Suurema kalde korral jääb kihiline geomeetria selgelt nähtavaks ja seda võib kasutada teadliku disainielemendina.

Kui soovitakse täiesti sirget kaldpinda, tuleb see lahendada eraldi detailina või pärast printimist töödelda.

Seina sisemine ülesehitus

Objekt ei pea olema täielikult massiivne. Seina sees võib olla tühi õõnsus, laineline täide, sisemised ribid või hiljem täidetav südamik.

Õõnes lahendus vähendab massi ja materjalikulu. Sisemised ribid võivad suurendada jäikust ning aidata säilitada kuju printimise ajal.

Istutuskastide, pinkide ja muude suuremate toodete puhul võib sisemusse jätta ruumi armatuuri, kinnituste, täitebetooni või tehniliste detailide jaoks.

Sisemine geomeetria peab olema piisavalt avar, et printer saaks kõik prinditeed läbida ilma düüsi või masinaosade kokkupõrketa.

Avad ja kinnitused

Avad, läbiviigud ja kinnituskohad tuleks võimalusel kavandada enne printimist.

Vertikaalseid avasid ja õõnsusi on tavaliselt lihtne valmistada. Horisontaalse ülaservaga avad võivad vajada kaarjat kuju, ajutist tuge või eraldi sillust.

Väiksemaid avasid saab pärast betooni kivinemist puurida. Väga täpsed poldiavad või kinnituspinnad on sageli mõistlik teha järelpuurimise või eraldi paigaldatava metallosaga.

Printimise ajal saab objekti sisse paigaldada keermelatte, ankruid, tõsteelemente või muid detaile. Nende asukoht, mõõt ja paigaldusjärjekord tuleb eelnevalt kokku leppida.

Põhi ja pealmine osa

Printer sobib kõige paremini seinte ja püstiste vormide valmistamiseks. Täielikult suletud põhja või suurt horisontaalset pealmist pinda tavaliselt otse ei prindita.

Põhi võib olla eraldi valmistatud, hiljem valatud või muust materjalist lisatud. Väiksema objekti puhul võib põhja mõnikord moodustada järk-järgult sissepoole liikuvate kihtidega, kuid see sõltub kujust ja materjali stabiilsusest.

Pealmise osa võib lahendada eraldi plaadi, kaane, istmepinna või muu detailina. Näiteks pingi prinditud jalad võib ühendada puidust, metallist või valatud betoonist istmepinnaga.

Täpsus ja pinnakvaliteet

Betooni 3D-printimine ei ole sama täpne kui metalli töötlemine või väikeste plastdetailide printimine. Värske segu võib oma raskuse all veidi muutuda ning servad jäävad loomulikult ümardatud.

Mõõtmeid mõjutavad materjali konsistents, ilmastik, kuivamine ja kivinemine. Kõrge või õhukese objekti puhul võivad väikesed kõrvalekalded kihiti koguneda.

Prinditud pind võib jääda naturaalselt kihiline. Seda saab vajadusel osaliselt siluda, lihvida, värvida või kaitsevahendiga töödelda.

Väga sileda pinna saavutamine vajab täiendavat käsitööd ja võib muuta 3D-printimise loomuliku välimuse vähem nähtavaks. Sageli on mõistlik kasutada kihilist pinda teadliku disainielemendina.

Objekti jagamine osadeks

Printeri tööalast suuremaid või keerukamaid objekte saab valmistada mitme eraldi elemendina.

Jaotuskohad kavandatakse nii, et neid oleks lihtne ühendada ja et need ei rikuks objekti välimust. Ühendus võib olla sirge, astmeline, tapiline või kujundatud objekti vormi järgi.

Osadeks jagamine võib lihtsustada tõstmist, transporti, pinnatöötlust ja paigaldamist. Samuti võib see võimaldada kahjustatud detaili hiljem eraldi välja vahetada.

Valmis elemendid ühendatakse sõltuvalt tootest mehaaniliselt, liimimise, vuukimise, poltühenduse, sisemise täite või muu sobiva lahendusega.

Tehnilised andmed

Milliseid faile saata?

Kõige parem lähtepunkt on õiges mõõtkavas ja lõplikku geomeetriat sisaldav 3DM- või STEP-fail.

Fail peaks sisaldama ainult kehtivat või selgelt tähistatud geomeetriat. Eemaldada tasub vanad versioonid, liigsed koopiad, peidetud objektid ja tootmise seisukohast mittevajalikud pisidetailid.

Mudeli mõõtühik peaks olema millimeeter. Objekti alumine pind ja kavandatud printimisasend peavad olema selgelt arusaadavad. Kui objekt koosneb mitmest elemendist, peaksid need olema eraldi kehade, gruppide või kihtidena ning loogiliselt nimetatud.

Avad, liitekohad, kinnitused ja vajalikud täpsed pinnad tuleb mudelis või kaasneval joonisel näidata. Kui 3D-mudelis ei ole võimalik kogu infot esitada, võib lisada mõõtudega PDF-joonise.

Grasshopperi definitsiooni saatmisel tuleb kaasa panna kasutatud 3DM-failid, andmefailid ja muu väline sisu. Samuti tuleb märkida kasutatud pluginate nimed ja versioonid.

Failinimes võiks olla objekti nimi, versioon ja kuupäev, näiteks:

istutuskast_V03_2026-07-28.step

Mida hinnapäringule lisada?

Hinnapäringu juures on kõige olulisemad objekti joonis või mudel, ligikaudsed mõõtmed, soovitud kogus ja kasutuskoht.

Lisada tasub soovitud värv ja pinnaviimistlus, objekti kasutamine sise- või välistingimustes, kinnituste vajadus, transpordi- ja paigalduskoht ning soovitud valmimisaeg. Samuti tuleb märkida, kui objekt peab kandma inimeste, pinnase, vee või muud olulist koormust.

Kõik detailid ei pea enne ühenduse võtmist lõplikult otsustatud olema. Sageli piisab esialgsest ideest, sest kuju väike muutmine võib muuta toote lihtsamini prinditavaks, tugevamaks, kergemaks või odavamaks.

Kas sinu idee sobib betooni 3D-printimiseks?

Saada Disainbetoonile 3D-mudel, joonis, foto või mõõtudega visand.

Kontrollime objekti prinditavust, hindame selle sobivust printeri tööalale, pakume vajadusel välja muudatused ning valmistame tootmiseks sobiva mudeli ja prinditee.