3D spausdinimas dažniausiai naudojamas prototipams kurti, o jo galimybė greitai pagaminti atskiras dalis leidžia greitai patikrinti idėjas ir sutaupyti išlaidų. Labiausiai paplitusios 3D spausdinimo technologijos yra SLA, DLP ir FDM, bet ne tik šios technologijos. Šių 3D spausdinimo technologijų įdiegimas ir veikimo principas bus aptartas toliau.
Stereo litografija (SLA)
Stereolitografija (SLA) yra originalus pramoninis 3D spausdinimo procesas. SLA spausdintuvai puikiai gamina detales, turinčias labai detalių, lygaus paviršiaus apdailos ir mažų leistinų nuokrypių. Aukštos kokybės SLA dalių paviršiaus apdaila ne tik gražiai atrodo, bet ir prisideda prie detalės veikimo, pavyzdžiui, tikrinant, ar mazgas tinka. Jis plačiai naudojamas medicinos pramonėje, o dažniausiai naudojami anatominiai modeliai ir mikrofluidika.
Principas: Stereolitografija yra kompiuteris, kuris valdo lazerio spindulį ir naudoja CAD sistemos pateiktus projektinius duomenis, kad sluoksnis po sluoksnio kietėtų skystai šviesai jautri derva. Šis sluoksnio sujungimo metodas yra sujungti lazerio plokštumą su platforma. Vertikalus judėjimas derinamas, kad būtų sukurtas trimatis objektas.
Selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS)
Atrankinis lazerinis sukepinimas (SLS) išlydo nailono miltelius į kietą plastiką. Kadangi SLS dalys yra pagamintos iš tikrų termoplastinių medžiagų, jos yra patvarios, tinkamos funkcionalumui tikrinti, gali palaikyti gyvus vyrius ir spaustukus. Palyginti su SL, dalys yra tvirtesnės, tačiau paviršiaus apdaila šiurkštesnė. SLS nereikalauja atraminės struktūros, todėl visa kūrimo platforma gali būti naudojama kelioms dalims sudėti į vieną konstrukciją, todėl ji tinka didesniam dalių skaičiui nei kiti 3D spausdinimo procesai. Daugelis SLS dalių yra naudojamos prototipams kurti ir vieną dieną bus įpurškiamos.
Principas: lazerio spindulys yra selektyviai sukepinamas pagal sluoksniuotos sekcijos informaciją, valdant kompiuteriu. Užbaigus vieną sluoksnį, kitas sluoksnis sukepinamas. Užbaigus sukepinimą, miltelių perteklius pašalinamas ir galima gauti sukepintą dalį.
Rašalinių spausdintuvų technologija („PolyJet“)
„PolyJet“ yra dar vienas plastikinio 3D spausdinimo procesas, tačiau yra lūžio taškas. Jis gali gaminti dalis su įvairiomis savybėmis, tokiomis kaip spalva ir medžiaga. Dizaineriai gali naudoti šią technologiją kurdami elastomerų ar perlietų dalių prototipus. Jei jūsų dizainas yra vientisas standus plastikas, rekomenduojame laikytis SL arba SLS – tai yra ekonomiškiau. Tačiau, jei kuriate lipdymo arba silikoninės gumos dizaino prototipus, „PolyJet“ gali neleisti investuoti į įrankius kūrimo ciklo pradžioje. Tai gali padėti greičiau kartoti ir patvirtinti dizainą bei sutaupyti pinigų.
Principas: Kiekvienas šviesai jautrios polimerinės medžiagos sluoksnis iš karto po purškimo sukietinamas ultravioletine šviesa, kad būtų gautas visiškai sukietėjęs modelis, kurį galima gabenti ir naudoti iš karto be kietėjimo. Gelio pavidalo atraminė medžiaga, specialiai sukurta sudėtingoms geometrijoms palaikyti, gali būti lengvai pašalinta rankomis arba purškiant vandenį.
Skaitmeninis šviesos apdorojimas (DLP)
Skaitmeninis šviesos apdorojimas yra panašus į SLA, nes skystai dervai kietinti naudojama šviesa. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų technologijų yra tas, kad DLP naudoja skaitmeninį šviesos projektoriaus ekraną, o SLA – ultravioletinį lazerį. Tai reiškia, kad DLP 3D spausdintuvai gali atvaizduoti visą kūrimo sluoksnį vienu metu ir taip padidinti kūrimo greitį. Nors dažnai naudojamas greitam prototipų kūrimui, dėl didesnio DLP spausdinimo našumo jis tinka mažoms plastikinių dalių serijoms gaminti.
Principas: šviesos skleidžiamą šviesos šaltinį reikia praleisti per kondensacinį lęšį, kad šviesa būtų homogenizuota, o tada praleisti spalvų ratą (spalvų ratą), kad šviesa būtų padalinta į tris RGB spalvas (ar daugiau spalvų), ir tada projektuoti. objektyvo spalva DND vaizdas galiausiai projektuojamas per projekcinį objektyvą.
Daugiapurkštis lydymas (MJF)
Panašiai kaip SLS, „Multi Jet Fusion“ funkcinėms dalims gaminti taip pat naudoja nailono miltelius. Užuot naudojęs lazerį milteliams sukepinti, MJF naudoja rašalinio spausdintuvo matricą, kad padengtų srautą ant nailono miltelių sluoksnio. Tada šildymo elementas praeina per lovas, kad sulydytų kiekvieną sluoksnį. Tai lemia nuoseklesnes mechanines savybes ir geresnę paviršiaus apdailą, palyginti su SLS. Kitas MJF proceso pranašumas yra pagreitinti statybos laiką ir taip sumažinti gamybos sąnaudas.
Principas: Šios technologijos veikimo būdas yra labai įdomus: iš pradžių paskleiskite miltelių sluoksnį, tada purškite srautą ir tuo pat metu purškite detalizavimo priemonę, kad būtų užtikrintas spausdinamo objekto kraštų smulkumas, o tada vėl užtepkite šilumos šaltinį. . Šis sluoksnis baigtas. Ir taip toliau, kol 3D objektas bus baigtas.
Lydyto nusodinimo modeliavimas (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) yra įprasta darbalaukio 3D spausdinimo technologija plastikinėms dalims. FDM spausdintuvo funkcija yra sluoksnį po sluoksnio išspausti plastikinį siūlą ant kūrimo platformos. Tai ekonomiškas ir greitas fizinių modelių kūrimo būdas. Kai kuriais atvejais FDM gali būti naudojamas funkciniams bandymams, tačiau technologija yra ribota dėl gana grubios paviršiaus apdailos ir nepakankamo dalių stiprumo.
Principas: FDM procesas išlydo ir išspaudžia plastikinę vielą per aukštos temperatūros antgalį. Laidas kaupiamas, atšaldomas ir sukietėja ant platformos arba apdorojamo produkto, o esinys kaupiamas sluoksnis po sluoksnio.
Tiesioginis metalų sukepinimas lazeriu (DMLS)
Metalinis 3D spausdinimas atveria naujas metalinių detalių dizaino galimybes. Jis dažniausiai naudojamas metaliniams, kelių komponentų komponentams redukuoti į atskirus komponentus arba lengvus komponentus su vidiniais kanalais arba tuščiavidurėmis funkcijomis. DMLS gali būti naudojamas prototipų kūrimui ir gamybai, nes dalių tankis yra toks pat tankus kaip dalių, pagamintų naudojant tradicinius metalo gamybos metodus, tokius kaip apdirbimas ar liejimas. Sukūrus sudėtingos geometrijos metalines dalis, jis tinkamas naudoti medicinoje, kur dalių dizainas turi imituoti organines struktūras.
Principas: metalo matrica dalinai išlydoma naudojant didelės energijos lazerio spindulį ir valdoma 3D modelio duomenimis, sukepinant ir kietinant miltelines metalines medžiagas ir automatiškai sukraunant jas sluoksnis po sluoksnio, kad susidarytų tankios geometrinės kietos dalys.
Elektronų pluošto lydymas (EBM)
Lydymas elektronų pluoštu yra dar viena metalo 3D spausdinimo technologija, kurioje metalo milteliams ištirpdyti naudojamas elektronų pluoštas, valdomas elektromagnetinės ritės. Konstravimo proceso metu spausdinimo pagrindas yra šildomas ir patenka į vakuumo būseną. Temperatūra, kurioje medžiaga kaitinama, priklauso nuo naudojamos medžiagos.
Principas: importuokite detalės trimačius kieto modelio duomenis į EBM įrangą, tada padėkite ploną smulkių metalo miltelių sluoksnį į EBM įrangos darbo kabiną ir naudokite didelio tankio energiją, susidarančią židinyje po to, kai didelės energijos elektronų pluoštas nukreipiamas ir sufokusuojamas. Nuskaitytas metalo miltelių sluoksnis sukuria temperatūrą nedidelėje vietinėje srityje, todėl metalo dalelės išsilydo. Nuolatinis elektronų pluošto skenavimas privers mažyčius metalinius išlydytus telkinius susilieti ir sukietėti ir susijungti, sudarydami linijinį ir plokščią metalo sluoksnį.