Druk 3D jest obecnie wykorzystywany w niemal każdej branży, w tym w motoryzacji, nieruchomościach, stomatologii i jubilerstwie. Jednak jakość wydruków 3D może zależeć od używanej technologii druku.
Istnieje kilka technik druku 3D, których można użyć do tworzenia drukowanych obiektów 3D. Do popularnych technik należą selektywne spiekanie laserowe i modelowanie metodą osadzania topionego materiału. Sprawdź Jak tworzyć modele 3D do druku w Blenderze.
W tym artykule omówiono rodzaje technologii druku 3D.
Szybkie linki
1. Stereolitografia (SLA)
Stereolitografia, czyli SLA, to jedna z najstarszych technik druku 3D, która jest nadal w użyciu. Technologia ta wykorzystuje fotopolimeryzację strumieniem wody do tworzenia obiektów trójwymiarowych.
W technologii SLA obiekt powstaje poprzez naświetlenie żywicy fotopolimerowej światłem, zazwyczaj ultrafioletowym. Proces ten polega na skierowaniu wiązki laserowej przez zbiornik (kadź) z ciekłym fotopolimerem, selektywnym utwardzaniu go i budowaniu warstw po warstwie.
Wiązka laserowa jest kierowana wzdłuż osi XY na powierzchnię żywicy, zgodnie z danymi przekazanymi do maszyny, która następnie nanosi na nią przekrój poprzeczny kształtu obiektu, aby precyzyjnie uformować bryły. Po zakończeniu nakładania warstwy platforma maszyny obniża się o odległość równą grubości jednej warstwy (wzdłuż osi Z). To ustawienie jest kontynuowane do momentu utworzenia całego obiektu i możliwości podniesienia platformy z naczynia w celu jej wyjęcia.
Ze względu na charakter procesu SLA, wymaga on konstrukcji podtrzymujących niektóre wystające części modelu, które muszą być usuwane ręcznie. Wiele modeli 3D drukowanych metodą SLA wymaga czyszczenia i utwardzania. Utwardzanie polega na poddaniu elementu działaniu intensywnego światła w urządzeniu przypominającym piec, co powoduje utwardzenie żywicy.
Części drukowane w tej technologii charakteryzują się zazwyczaj dokładnością wymiarową i gładką powierzchnią, choć zawierają również konstrukcje wsporcze. SLA jest stosowany w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i medycznym, żeby wymienić tylko kilka.
2. Selektywne spiekanie laserowe (SLS)
Selektywne spiekanie laserowe (SLS) to kolejny rodzaj technologii druku 3D opartej na procesie stapiania proszku (proszkowego). Technologia ta ma zastosowanie głównie w przemyśle i idealnie nadaje się do złożonych geometrii, w tym do rozwoju produktów i szybkiego prototypowania w szerokim spektrum branż komercyjnych. Materiały wykorzystywane w SLS to między innymi nylon, szkło i ceramika, aluminium, srebro, a nawet stal.
Spiekanie to proces tworzenia litego bloku materiału poprzez jego podgrzanie, ale nie do temperatury topnienia. Źródłem ciepła jest silny laser, używany do spiekania sproszkowanych tworzyw termoplastycznych w elementy funkcjonalne. Nylon jest powszechnie stosowanym materiałem w technologii SLS.
Wadą jest to, że ze względu na wysokie temperatury wymagane do spiekania laserowego, czas chłodzenia może być długi. Co więcej, porowatość była od dawna problemem w tym procesie i chociaż nastąpiły znaczne postępy w kierunku uzyskania gęstszych elementów, niektóre zastosowania nadal wymagają współstrącania z innym materiałem w celu poprawy właściwości mechanicznych.
Zarówno SLS, jak i SLA opierają się na procesie stapiania proszku w złożu proszkowym i mają podobne procedury operacyjne. Jednak w przeciwieństwie do SLA, SLS nie wymaga żadnych konstrukcji wsporczych, ponieważ element jest pokryty niepowlekanym proszkiem. Ponadto elementy SLA są zazwyczaj sztywniejsze niż SLA i mają bardziej chropowatą powierzchnię. Sprawdź Najlepsze drukarki 500D dla początkujących poniżej XNUMX dolarów.
3. Modelowanie osadzania stopionego materiału (FDM)
FDM, czasami nazywana Fused Filament Fabrication (FFF), to popularna technologia druku 3D wykorzystująca proces ciągnienia materiałów termoplastycznych. Technologia ta jest jedną z najbardziej ekonomicznych metod produkcji części i prototypów z tworzyw termoplastycznych.
Drukarka FDM tworzy obiekty poprzez nakładanie warstw stopionego tworzywa termoplastycznego przez ruchomą, podgrzewaną dyszę na platformę roboczą, gdzie stygną i krzepną. Chociaż zazwyczaj są funkcjonalne, gotowe modele mają zazwyczaj chropowatą powierzchnię i wymagają dodatkowej obróbki i wykańczania.
FDM to jedna z najpopularniejszych technologii w drukarkach domowych. Na przykład, za pomocą drukarki FDM można drukować miniatury stołowe w domu.
FDM to jedna z niewielu technologii druku 3D, która wykorzystuje tworzywa termoplastyczne klasy produkcyjnej do drukowania elementów o doskonałych właściwościach termicznych, chemicznych i mechanicznych. Do stosowanych filamentów termoplastycznych należą politereftalan etylenu (PET), kwas polimlekowy (PLA) oraz akrylonitryl-butadien-styren (ABS). Typowe zastosowania FDM obejmują druk 3D budynków i wyrobów cukierniczych.
4. Natryskiwanie spoiwa (MBJ)
https://youtu.be/NV9cVofqQ38
Binder Jetting (MBJ) to technika druku 3D wykorzystująca proces Binder Jetting do produkcji obiektów metalowych. BJ formuje obiekty poprzez selektywne nakładanie spoiwa na warstwę sproszkowanego materiału.
W drukarce MBJ, środek wiążący jest nanoszony przez głowice drukujące na warstwę proszku metalowego, tworząc obiekty o złożonych kształtach geometrycznych. Środek wiążący „skleja” proszek metalowy wewnątrz i pomiędzy warstwami.
Aby stworzyć obiekt, warstwy nakłada się na siebie, aż do uzyskania pożądanego efektu. Po jego ukończeniu, do wytworzenia funkcjonalnych obiektów metalowych niezbędne będą techniki postprodukcji, takie jak spiekanie.
Technikę tę można stosować z różnymi materiałami (mieszanką piasku, proszkami ceramicznymi i akrylami), pod warunkiem ich skutecznego połączenia za pomocą klejów. Drukowanie strumieniowe spoiwem pozwala również na dodawanie kolorowych pigmentów do spoiwa, co pozwala na uzyskanie pełnokolorowych wydruków.
Drukowanie metodą strumieniowego łączenia (binderjetting) jest uważane za szybki proces. Jednak tworzy elementy o ziarnistej powierzchni, która nie zawsze nadaje się do produkcji elementów konstrukcyjnych. Z tego powodu technologia ta idealnie nadaje się do druku 3D z metalu i niskokosztowej produkcji seryjnej funkcjonalnych części metalowych. Sprawdź Jak używać Mixamo do animowania niestandardowych modeli 3D.
5. Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)
Cyfrowe przetwarzanie światłem (DLP) to technologia polimeryzacji wtryskowej z użyciem wody. Ta technologia druku 3D wykorzystuje polimery i jest bardzo podobna do SLA. Obie technologie formują elementy warstwa po warstwie, wykorzystując światło do selektywnego utwardzania płynnej żywicy w zbiorniku.
Po wydrukowaniu części należy je oczyścić z nadmiaru żywicy i naświetlić, aby poprawić ich wytrzymałość. Podobnie jak SLA, technologia DLP pozwala na tworzenie części o wysokiej dokładności wymiarowej.
Obie technologie mają również podobne wymagania dotyczące konstrukcji wsporczych i postprodukcji. Główną różnicą między nimi jest źródło światła. Technologia DLP wykorzystuje bardziej tradycyjne źródła światła, takie jak lampa łukowa.
Technologia DLP pozwala również na produkcję precyzyjnych części z wykorzystaniem niewielkich ilości żywicy, co pozwala zaoszczędzić na materiałach i kosztach operacyjnych. Czasami jednak druk 3D zawodzi. Dobra wiadomość jest taka, że nieudane wydruki 3D można poddać recyklingowi.
6. Bezpośrednie spiekanie laserowe (DMLS) i selektywne topienie laserowe (SLM)
Zarówno technologie DMLS, jak i SLM są podobne do SLS, z tą różnicą, że do tworzenia części wykorzystują proszek metalowy zamiast plastiku. Proces ten wykorzystuje laser do topienia cząstek proszku metalowego, łącząc je warstwa po warstwie. Typowe stosowane materiały to miedź, stopy tytanu i stopy aluminium.
W przeciwieństwie do SLS, zarówno DMLS, jak i SLM wymagają struktur podporowych ze względu na wysokie temperatury wymagane podczas procesu. Struktury podporowe można usunąć w procesie obróbki końcowej.
Ponadto gotowe produkty SLM i DMLS są zazwyczaj mocniejsze i charakteryzują się lepszym wykończeniem powierzchni. Jedną z istotnych różnic jest to, że DMLS podgrzewa jedynie cząstki metalu do temperatury topnienia, podczas gdy SLM topi je całkowicie. Kolejną różnicą jest to, że DMLS umożliwia formowanie elementów ze stopów metali, podczas gdy SLM wytwarza elementy z pojedynczego pierwiastka, takiego jak tytan. Sprawdź Recenzja Ender 3 Pro: Czy to najlepsza niedroga drukarka XNUMXD?
Jaka technologia druku 3D jest najlepsza dla Twojego projektu?
Przy wyborze technologii druku 3D należy wziąć pod uwagę wiele czynników, m.in. wymagane materiały, właściwości wizualne i fizyczne finalnego obiektu oraz jego funkcjonalność.
Każda technologia druku 3D ma swoje mocne i słabe strony, które sprawiają, że nadaje się lepiej do konkretnych projektów.
Najpopularniejszymi technologiami druku 3D są stereolitografia (SLA), selektywne spiekanie laserowe (SLS) oraz osadzanie topionego materiału (FDM). W tym artykule omówiono różne rodzaje dostępnych technologii druku 3D, aby pomóc Ci wybrać tę, która najlepiej spełni Twoje wymagania. Możesz teraz wyświetlić Wyjaśnienie zasady działania drukarki 3D i jej najważniejszych funkcji..
