3D-друк найчастіше використовується для створення прототипів, і його здатність швидко виготовляти окремі деталі може дозволити швидко перевірити ідеї та заощадити витрати. Найпоширенішими технологіями 3D-друку є SLA, DLP і FDM, але не тільки ці види технологій. Нижче буде розглянуто впровадження та принцип роботи цих технологій 3D-друку.
Стереолітографія (SLA)
Стереолітографія (SLA) – це оригінальний промисловий процес 3D-друку. Принтери SLA добре виготовляють деталі з високою деталізацією, гладкою поверхнею та жорсткими допусками. Високоякісна обробка поверхні деталей SLA не тільки виглядає красиво, але й сприяє функціонуванню деталі, наприклад, перевірка прилягання вузла. Він широко використовується в медичній промисловості, і загальне застосування включає анатомічні моделі та мікрофлюїдику.
Принцип: Стереолітографія – це комп’ютер, який керує лазерним променем і використовує проектні дані, надані системою CAD, для затвердіння рідкої світлочутливої смоли шар за шаром. Цей метод пошарового з’єднання полягає в поєднанні плоского руху лазера з платформою. Вертикальний рух поєднується для створення тривимірного об’єкта.
Вибіркове лазерне спікання (SLS)
Селективне лазерне спікання (SLS) плавить порошки на основі нейлону в тверді пластмаси. Оскільки деталі SLS виготовлені з справжніх термопластичних матеріалів, вони довговічні, підходять для функціональних випробувань і можуть підтримувати живі петлі та застібки. У порівнянні з SL, деталі міцніші, але обробка поверхні більш шорстка. SLS не вимагає структури підтримки, тому всю платформу збірки можна використовувати для вкладення кількох частин в одну збірку, що робить її придатною для більшої кількості деталей, ніж інші процеси 3D-друку. Багато деталей SLS використовуються для створення прототипів і одного дня будуть відлиті під тиском.
Принцип: лазерний промінь вибірково спікається відповідно до інформації про шари розрізу під контролем комп’ютера. Після завершення одного шару наступний шар спекается. Після того, як все спікання завершено, надлишки порошку видаляють, і можна отримати спечену частину.
Технологія струменевого струменя (PolyJet)
PolyJet – це ще один процес 3D-друку пластику, але є поворотний момент. Він може виготовляти деталі з різними властивостями, такими як колір і матеріал. Дизайнери можуть використовувати цю технологію для створення прототипів еластомерів або формованих деталей. Якщо ваша конструкція являє собою єдиний жорсткий пластик, ми рекомендуємо вам дотримуватися SL або SLS - це економніше. Однак, якщо ви створюєте прототипи для надлиття або конструкцій з силіконової гуми, PolyJet може позбавити вас від інвестування в інструменти на початку циклу розробки. Це може допомогти вам швидше повторити та перевірити свій дизайн та заощадити гроші.
Принцип: кожен шар світлочутливого полімерного матеріалу затвердіє ультрафіолетовим світлом відразу після розпилення, щоб отримати повністю затверділу модель, яку можна транспортувати та використовувати відразу без затвердіння після цього. Гелеподібний підтримуючий матеріал, спеціально розроблений для підтримки складної геометрії, можна легко видалити вручну або розбризкуючи водою.
Цифрова обробка світла (DLP)
Цифрова обробка світла подібна до SLA, оскільки вона використовує світло для затвердіння рідкої смоли. Основна відмінність двох технологій полягає в тому, що DLP використовує екран цифрового світлового проектора, тоді як SLA використовує ультрафіолетовий лазер. Це означає, що 3D-принтери DLP можуть одночасно відображати весь шар збірки, тим самим збільшуючи швидкість збірки. Незважаючи на те, що він часто використовується для швидкого створення прототипів, більша пропускна здатність DLP-друку робить його придатним для дрібносерійного виробництва пластикових деталей.
Принцип: принцип полягає в тому, щоб пропустити джерело світла, що випромінюється світлом, через збираючу лінзу для гомогенізації світла, а потім пропустити колірне колесо (кольорове колесо), щоб розділити світло на три кольори RGB (або більше кольорів), а потім проектувати колір на об'єктиві На DND зображення врешті проектується через проекційний об'єктив.
Багатоструменеве плавлення (MJF)
Подібно до SLS, Multi Jet Fusion також використовує нейлоновий порошок для виготовлення функціональних деталей. Замість використання лазера для спікання порошку, MJF використовує струменевий масив для нанесення флюсу на шар нейлонового порошку. Потім нагрівальний елемент проходить через шари для сплавлення кожного шару. Це призводить до більш стабільних механічних властивостей і покращеної обробки поверхні в порівнянні з SLS. Іншою перевагою процесу MJF є прискорення часу будівництва, тим самим зменшуючи витрати виробництва.
Принцип: Принцип роботи цієї технології дуже цікавий: спочатку нанесіть шар порошку, потім розпиліть флюс і одночасно розпиліть деталізуючий агент, щоб забезпечити точність країв надрукованого об'єкта, а потім знову нанесіть його Джерело тепла. . Цей шар закінчений. І так далі, поки тривимірний об’єкт не буде завершено.
Моделювання плавленого осадження (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) — це поширена технологія настільного 3D-друку пластикових деталей. Функція FDM-принтера полягає у видавлюванні пластикової нитки шар за шаром на будівельну платформу. Це економічний і швидкий метод створення фізичних моделей. У деяких випадках FDM можна використовувати для функціональних випробувань, але технологія обмежена через відносно шорстку обробку поверхні та недостатню міцність деталей.
Принцип: процес FDM плавить і видавлює пластиковий дріт через високотемпературну насадку. Дріт накопичується, охолоджується і твердіє на платформі або продукті обробки, а суть накопичується шар за шаром.
Пряме лазерне спікання металу (DMLS)
3D-друк металу відкриває нові можливості для дизайну металевих деталей. Він зазвичай використовується для зведення металевих багатокомпонентних компонентів до окремих компонентів або легких компонентів з внутрішніми каналами або порожнистими елементами. DMLS можна використовувати для створення прототипів і виробництва, оскільки щільність деталей така ж щільна, як і деталі, виготовлені за допомогою традиційних методів виробництва металу, таких як механічна обробка або лиття. Створення металевих деталей зі складною геометрією також робить його придатним для медичних застосувань, де дизайн деталей повинен імітувати органічні структури.
Принцип: металева матриця частково розплавляється за допомогою лазерного променя високої енергії та контролюється даними 3D-моделі, спікаючи та затверджуючи порошкові металеві матеріали та автоматично укладаючи їх шар за шаром для створення щільних геометричних твердих частин.
Електронно-променеве плавлення (EBM)
Електронно-променеве плавлення — це ще одна технологія 3D-друку металу, яка використовує електронний промінь, керований електромагнітною котушкою, для розплавлення металевого порошку. Під час процесу складання друкарське ложе нагрівається і поміщається у вакуумний стан. Температура, при якій нагрівається матеріал, визначається використовуваним матеріалом.
Принцип: імпортуйте дані тривимірної твердої моделі деталі в обладнання EBM, а потім покладіть тонкий шар тонкого металевого порошку в робочу кабіну обладнання EBM і використовуйте енергію високої щільності, що генерується у фокусі після електронний промінь високої енергії відхиляється і фокусується. Сканований шар металевого порошку створює температуру на невеликій локальній ділянці, викликаючи плавлення металевих частинок. Безперервне сканування електронного променя призведе до того, що крихітні басейни розплавленого металу злиються і затвердіють, і з’єднаються, утворюючи лінійний і плоский металевий шар.