Rodzaje technologii druku 3D – kompletny przewodnik

5 dni temu

Zdjęcie: alltechnologiedruku3d

Poznaj 7 głównych typów i ponad 20 podtypów technologii drukarek 3D, w tym FDM, SLS, MJF, SLA, SLM i wiele innych metod wytwarzania addytywnego.

Jeśli jesteś nowy w cudownym świecie druku 3D, możemy być pierwszymi, którzy zaoferują Ci ciepłe powitanie. Odkryjesz, iż jest to zabawne, przydatne, inspirujące i opłacalne.

Wyzwaniem, z którym mierzy się wielu nowicjuszy w druku 3D, jest rozróżnienie różnych typów procesów druku 3D. Niewtajemniczeni myślą o druku 3D jako o ciągach plastiku wytłaczanych z gorącej dyszy i układanych w stos w określony kształt, ale to o wiele więcej.

W rzeczywistości druk 3D, zwany również produkcją addytywną, jest terminem zbiorczym obejmującym kilka bardzo odrębnych procesów, w których wykorzystywane są zupełnie różne maszyny i materiały.

Wystarczy pomyśleć o niektórych przedmiotach, które dziś drukuje się w technologii 3D, od pojemników na ołówki po silniki rakietowe, a zdasz sobie sprawę, iż są to zupełnie różne technologie, choć mają najważniejsze elementy wspólne.

Na przykład, cały druk 3D zaczyna się od modelu cyfrowego, ponieważ technologia jest z natury cyfrowa. Części lub produkty zaczynają się jako pliki elektroniczne zaprojektowane przy użyciu systemu do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) lub uzyskane z repozytorium części cyfrowych. Następnie plik projektu jest przepuszczany przez specjalne oprogramowanie do przygotowania budowy, które dzieli go na plasterki lub warstwy. To oprogramowanie, które często jest unikalne dla danego rodzaju druku 3D, a choćby konkretnej marki drukarki 3D, zamienia dane modelu plasterków na instrukcje ścieżki, które drukarka 3D ma śledzić.

W tym łatwym w użyciu przewodniku poznasz różnice między technologiami i do czego każda z nich jest zwykle używana. Udostępniamy również linki do naszych bardziej szczegółowych funkcji, które zawierają listę najlepszych drukarek 3D według technologii.

Ale choćby te siedem kategorii druku 3D ma problem z objęciem rosnącej różnorodności podtypów technologii i hybryd. Poniżej omawiamy wszystko!

MEX

Ekstruzja materiału, czasami nazywana MEX, jest dokładnie tym, na co wygląda: materiał jest wytłaczany przez dyszę. zwykle materiał jest plastikowym filamentem przepychanym przez rozgrzaną dyszę, która niemal go topi w trakcie procesu. Drukarka osadza materiał na platformie roboczej wzdłuż ścieżki określonej przez oprogramowanie do przygotowania wydruku. Następnie filament stygnie i krzepnie, tworząc stały obiekt. Jest to najczęstsza forma drukowania 3D.

Na pierwszy rzut oka może się to wydawać oczywiste, ale biorąc pod uwagę, iż nie ma praktycznie żadnych ograniczeń co do materiałów, które można wytłaczać, w tym tworzyw sztucznych, past metalowych, betonu, biożeli i szerokiej gamy produktów spożywczych, jest to niezwykle szeroka kategoria. Drukarki 3D tego typu mogą kosztować od około 100 dolarów do siedmiu cyfr.

Podtypy wytłaczania materiałów: modelowanie osadzania topionego materiału (FDM), drukowanie 3D w budownictwie, mikrodruk 3D, drukowanie biologiczne 3D, modelowanie topionego granulatu (FGM)
Materiały: tworzywa sztuczne, metale, żywność, beton i wiele innych
Dokładność wymiarowa: ą0,5% (dolna granica ą0,5 mm)
Typowe zastosowania: Prototypy, obudowy urządzeń elektrycznych, testy kształtu i dopasowania, przyrządy montażowe i oprzyrządowanie, modele odlewnicze, domy itp.
Mocne strony: Najtańsza metoda druku 3D, szeroka gama materiałów

Drukowanie 3D w budownictwie

Druk 3D w budownictwie to gwałtownie rozwijający się obszar wytłaczania materiałów. Technologia ta polega na użyciu niezwykle dużych drukarek 3D, często mierzących dziesiątki metrów wysokości, do wytłaczania materiałów budowlanych, takich jak beton , z dyszy. Maszyny te są zwykle dostępne jako systemy bramowe lub robotyczne.

Technologia druku budowlanego jest w tej chwili wykorzystywana do drukowania domów w technologii 3D , elementów architektonicznych i projektów infrastrukturalnych od studni po ściany. Zwolennicy twierdzą, iż ma ona potencjał, aby znacząco zrewolucjonizować cały przemysł budowlany, ponieważ zmniejsza zapotrzebowanie na siłę roboczą i odpady budowlane.

Na całym świecie istnieją setki domów drukowanych w technologii 3D, a realizowane są badania nad opracowaniem technologii budowy 3D, która wykorzystywałaby materiały znalezione na Księżycu i Marsie do budowy siedlisk dla przyszłych zespołów ekspedycyjnych. Drukowanie z lokalnej gleby zamiast betonu również zyskuje na popularności jako bardziej zrównoważona metoda budowy.

Wydrukowany w technologii 3D zrównoważony dom Zero firmy Icon (źródło: Icon)

Polimeryzacja

Polimeryzacja (nazywana również drukiem 3D z żywicy ) to rodzina procesów drukowania 3D, w których wykorzystuje się źródło światła do selektywnego utwardzania (lub utwardzania) żywicy fotopolimerowej. Fotopolimery to polimery, które reagują na światło.

W tych procesach światło jest precyzyjnie kierowane do określonego punktu lub obszaru ciekłego plastiku zgodnie z odpowiadającym mu fragmentem modelu 3D. Gdy światło uderza w żywicę, utwardza ją. Po utwardzeniu pierwszej warstwy platforma robocza jest przesuwana w górę lub w dół (w zależności od drukarki) o niewielką wartość (zwykle od 0,01 do 0,05 mm), a następna warstwa jest utwardzana, łącząc się z poprzednią. Ten proces jest powtarzany warstwa po warstwie, aż do uformowania części 3D.

Po zakończeniu procesu drukowania 3D obiekt jest czyszczony w celu usunięcia pozostałej płynnej żywicy i utwardzany (w świetle słonecznym lub komorze UV), aby poprawić adekwatności mechaniczne części. Część nie nadaje się do użytku bez tych etapów drukowania.

Trzy najczęstsze formy polimeryzacji w kadzi to stereolitografia (SLA) , cyfrowe przetwarzanie światłem (DLP) i wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), znany również jako maskowana stereolitografia (MSLA). Podstawową różnicą między tymi typami technologii druku 3D jest źródło światła i sposób jego wykorzystania do utwardzania żywicy.

Niektórzy producenci drukarek 3D, zwłaszcza ci, którzy produkują drukarki 3D klasy profesjonalnej, opracowali unikalne i opatentowane odmiany polimeryzacji w kadzi, więc na rynku możesz zobaczyć różne nazwy technologii. Jeden z przemysłowych producentów drukarek 3D, Carbon, wykorzystuje technologię polimeryzacji w kadzi, którą nazywa Digital Light Synthesis (DLS), Origin by Stratasys nazywa swoją technologię Programmable Photopolymerization (Pł), a Formlabs oferuje to, co nazywa Low Force Stereolithography (LFS). Istnieje również produkcja metali oparta na litografii (LMM), mikrostereolitografia projekcyjna (PµSL) i Digital Composite Manufacturing (DCM), która jest technologią wypełnionych fotopolimerów, która wprowadza funkcjonalne dodatki, takie jak włókna metalowe i ceramiczne, do płynnej żywicy.

Rodzaje technologii druku 3D: stereolitografia (SLA), wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), cyfrowe przetwarzanie światła (DLP), mikrostereolitografia (µSLA) i inne.
Materiały: Żywice fotopolimerowe (odlewane, przezroczyste, przemysłowe, biokompatybilne, wypełnione metalem itp.)
Dokładność wymiarowa: ą0,5% (dolna granica ą0,15 mm lub 5 nanometrów z µSLA)
Typowe zastosowania: prototypy polimerów formowanych wtryskowo i części do zastosowań końcowych, odlewanie biżuterii, zastosowania stomatologiczne, produkty konsumenckie
Mocne strony: Gładkie wykończenie powierzchni, drobne szczegóły

Stereolitografia (SLA)

SLA ma historyczną sławę jako pierwsza na świecie technologia druku 3D. Stereolitografia została wynaleziona przez Chucka Hulla, który uzyskał patent na swój wynalazek w 1986 r. i założył firmę 3D Systems, aby go skomercjalizować. w tej chwili technologia jest dostępna dla hobbystów i profesjonalistów z szerokiej gamy producentów drukarek 3D.

Współczesna drukarka SLA wykorzystuje lustra, zwane galwanometrami (lub galwanometrami), aby gwałtownie skierować wiązkę lasera (lub dwie) na kadź z żywicą, co selektywnie utwardza i zestala przekrój obiektu wewnątrz obszaru drukowania, budując go warstwa po warstwie.

Gdy każda warstwa zostanie utwardzona w odpowiednich miejscach, platforma robocza przesuwa się w górę (prawie niezauważalnie), aby wyciągnąć utwardzoną warstwę żywicy i zrobić miejsce dla kolejnej warstwy cieczy, która zostanie utwardzona laserem.

Większość drukarek SLA wykorzystuje laser półprzewodnikowy do utwardzania części. Jedną z wad tej wersji polimeryzacji w kadzi jest to, iż laser punktowy może potrzebować więcej czasu w śledzenie przekroju poprzecznego obiektu w porównaniu z naszą następną metodą (DLP), która błyska światłem, aby utwardzić całą warstwę na raz. Lasery mogą jednak wytwarzać silniejsze światło, które jest wymagane przez niektóre żywice klasy inżynieryjnej.

Mikrostereolitografia (µSLA)

Tak jak brzmi, ta wersja SLA w rodzinie polimeryzacji kadziowej drukuje części w mikroskali lub rozdzielczościach pomiędzy 2 mikronami (µm) a 50 mikronami. Dla porównania, średnia szerokość ludzkiego włosa wynosi 75 mikronów. Jest to jedna z tak zwanych technologii „ mikrodruku 3D ”. µSLA polega na naświetlaniu materiału światłoczułego (płynnej żywicy) laserem ultrafioletowym. Różnica polega na specjalistycznych żywicach, wyrafinowaniu laserów i dodaniu soczewek, które generują niemal niewiarygodnie małe punkty światła.

Polimeryzacja dwufotonowa (TPP)

Inna technologia mikrodruku 3D, TPP (znana również jako 2PP) może być sklasyfikowana jako SLA, ponieważ obejmuje również laser i światłoczułą żywicę. Może drukować części choćby mniejsze niż µSLA, do 0,1 mikrona.

TPP wykorzystuje pulsacyjny laser femtosekundowy skupiony w ciasnym miejscu w zbiorniku ze specjalną żywicą. Miejsce to jest następnie używane do utwardzania pojedynczych pikseli 3D, znanych również jako woksele, w żywicy. Poprzez sekwencyjne utwardzanie tych nano- do mikrometrowych wokseli warstwa po warstwie, na wstępnie zdefiniowanej ścieżce, można tworzyć obiekty 3D. Mogą one mieć kilka milimetrów wielkości, zachowując jednocześnie rozdzielczość nanometrową.

TPP jest w tej chwili stosowany w badaniach, medycynie i produkcji mikroskopijnych części, takich jak mikroelektrody i czujniki optyczne.

Rodzaje technologii drukarek 3D / Produkcja addytywna

Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)

Druk 3D DLP polega na użyciu cyfrowego projektora światła (zamiast lasera) do wyświetlania pojedynczego obrazu każdej warstwy na raz (lub wielu błysków w przypadku większych części) na warstwie żywicy.

Metoda DLP jest (częściej niż SLA) wykorzystywana do produkcji większych części lub większej liczby części w jednej partii, ponieważ wyprodukowanie każdej warstwy zajmuje dokładnie tyle samo czasu, niezależnie od liczby części w procesie produkcyjnym, co sprawia, iż jest ona ogólnie szybsza niż metoda laserowa w technologii SLA.

Ponieważ projektor jest ekranem cyfrowym, obraz każdej warstwy składa się z kwadratowych pikseli, co skutkuje warstwą utworzoną z małych prostokątnych bloków zwanych wokselami. Światło jest rzutowane na żywicę dzięki ekranów diod elektroluminescencyjnych (LED) lub źródła światła UV (lampy), które jest kierowane na powierzchnię roboczą przez cyfrowe urządzenie mikrolusterkowe (DMD).

DMD znajduje się pomiędzy światłem a żywicą i składa się z szeregu mikroluster, które kontrolują, gdzie światło jest rzucane i generują wzór światła na powierzchni roboczej. Umożliwia to różne punkty światła (i polimeryzację) żywicy w różnych miejscach w jednej warstwie.

Nowoczesne projektory DLP mają zwykle tysiące diod LED wielkości mikrometrów jako źródła światła. Ich stany włączania i wyłączania są indywidualnie kontrolowane i pozwalają na zwiększoną rozdzielczość XY.

Nie wszystkie drukarki 3D DLP są takie same. Istnieje ogromna różnica w mocy źródła światła, soczewkach, przez które przechodzi, jakości modułu DMD i wielu innych częściach i komponentach, które sprawiają, iż urządzenie kosztuje 300 dolarów, a urządzenie kosztuje ponad 200 000 dolarów.

DLP

Niektóre drukarki 3D DLP mają źródło światła zamontowane na górze drukarki, świecące w dół na kadź z żywicą zamiast świecić w górę. Te maszyny „top-down” migają obrazem warstwy z góry, utwardzając warstwę po warstwie, a następnie utwardzona warstwa jest opuszczana z powrotem do kadzi. Za każdym razem, gdy płyta robocza jest opuszczana, recoater, zamontowany na górze kadzi, przesuwa się tam i z powrotem nad żywicą, aby wyrównać nową warstwę.

Producenci twierdzą, iż ta metoda zapewnia bardziej stabilne wydruki części w przypadku większych wydruków, ponieważ proces drukowania nie działa wbrew grawitacji. Istnieje ograniczenie co do tego, ile ciężaru można zawiesić pionowo na płycie roboczej podczas drukowania od dołu do góry. Kadź z żywicą podtrzymuje również wydruk podczas drukowania, zmniejszając potrzebę stosowania struktur podporowych.

Mikrostereolitografia projekcyjna (PµSL)

Kwalifikując się jako odrębny typ polimeryzacji w kadzi, dodamy tutaj PµSL jako podkategorię DLP. To kolejna technologia mikrodruku 3D.

PµSL wykorzystuje światło ultrafioletowe z projektora do utwardzania warstw specjalnie opracowanej żywicy w mikroskali (rozdzielczość 2 mikronów i wysokość warstwy do 5 mikronów). Ta technika wytwarzania addytywnego rozwija się ze względu na niski koszt, dokładność, szybkość, a także zakres materiałów, których można używać, w tym polimery, biomateriały i ceramikę. Wykazała potencjał w zastosowaniach od mikroprzepływów i inżynierii tkankowej po mikrooptykę i mikrourządzenia biomedyczne.

Produkcja metali oparta na litografii (LMM)

Inny daleki kuzyn DLP, ta metoda drukowania 3D światłem i żywicą tworzy maleńkie metalowe części do zastosowań, w tym narzędzia chirurgiczne i części mikromechaniczne. W LMM proszek metalowy jest jednorodnie rozprowadzany w żywicy wrażliwej na światło, a następnie selektywnie polimeryzowany przez narażenie na niebieskie światło dzięki projektora. Po wydrukowaniu „zielone” części mają usuwany składnik polimerowy, pozostawiając całkowicie metalowe „brązowe” części, które są wykańczane w procesie spiekania w piecu. Surowce obejmują stal nierdzewną, tytan, wolfram, mosiądz, miedź, srebro i złoto.

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), zwany także stereolitografią maskowaną (MSLA), jest bardzo podobny do opisanego powyżej DLP, z tą różnicą, iż zamiast cyfrowego urządzenia z mikrolusterkiem (DMD) wykorzystuje ekran LCD, co ma zauważalny wpływ na obniżenie ceny drukarki 3D.

Podobnie jak DLP, fotomaska LCD jest wyświetlana cyfrowo i składa się z kwadratowych pikseli. Rozmiar piksela fotomaski LCD definiuje granularność wydruku. Dlatego dokładność XY jest stała i nie zależy od tego, jak dobrze można powiększać lub skalować obiektyw, jak ma to miejsce w przypadku DLP.

Kolejną różnicą pomiędzy drukarkami opartymi na technologii DLP a technologią LCD jest to, iż ta druga wykorzystuje układ setek pojedynczych emiterów, a nie jednopunktowe źródło światła, jak dioda laserowa czy żarówka DLP.

Podobnie jak DLP, LCD może, w pewnych warunkach, osiągnąć szybsze czasy drukowania w porównaniu do SLA. Dzieje się tak, ponieważ cała warstwa jest eksponowana na raz, zamiast śledzić obszar przekroju poprzecznego dzięki punktu lasera.

Ze względu na niski koszt jednostek LCD, technologia ta stała się najlepszym wyborem dla segmentu niedrogich drukarek żywicznych, ale nie oznacza to, iż nie jest wykorzystywana profesjonalnie. Niektórzy producenci przemysłowych drukarek 3D przesuwają granice technologii, osiągając imponujące wyniki.

Material jetting

Material jetting to proces drukowania 3D, w którym maleńkie kropelki materiału są osadzane, a następnie utwardzane lub zestalane na płycie roboczej. Używając fotopolimerów lub kropelek wosku, które utwardzają się po wystawieniu na działanie światła, obiekty są budowane, warstwa po warstwie.

Natura procesu strumieniowego drukowania materiałów pozwala na drukowanie różnych materiałów w tym samym obiekcie. Jednym z zastosowań tej techniki jest wytwarzanie części w wielu kolorach i fakturach.

Rodzaje technologii druku 3D: strumieniowe drukowanie materiałów (M-Jet), strumieniowe drukowanie nanocząstek (NPJ), PolyJet, swobodne formowanie tworzyw sztucznych,
Materiały: Żywica fotopolimerowa (standardowa, odlewana, przezroczysta, wysokotemperaturowa), wosk
Dokładność wymiarowa: ą0,1 mm
Typowe zastosowania: Pełnokolorowe prototypy produktów, prototypy przypominające formy wtryskowe, formy wtryskowe o małej liczbie serii, modele medyczne, moda
Mocne strony: Teksturowana powierzchnia, pełna gama kolorów i dostępność wielu materiałów
Słabości: Ograniczona ilość materiałów, nieodpowiednie do wymagających części mechanicznych, wyższy koszt niż w przypadku innych technologii żywicznych w celach wizualnych

Strumieniowe czyszczenie materiału (M-Jet)

Natryskiwanie materiału (M-Jet) dla polimerów to proces drukowania 3D, w którym warstwa światłoczułej żywicy jest selektywnie osadzana na płycie roboczej i utwardzana światłem ultrafioletowym (UV). Po nałożeniu i utwardzeniu jednej warstwy platforma robocza jest opuszczana o jedną warstwę, a proces jest powtarzany w celu zbudowania obiektu 3D.

Technologia M-Jet łączy wyjątkową szczegółowość druku 3D z żywicy z prędkością większą niż druk 3D z filamentów (FDM), co pozwala na tworzenie części i prototypów o realistycznych kolorach i fakturze.

Możesz usłyszeć, iż M-Jet jest określany przez nazwy producentów, takie jak PolyJet firmy Stratasys lub MultiJet Printing (MJP) firmy 3D Systems, ale to nie tylko branding. Wszystkie technologie drukowania 3D metodą strumieniowego druku materiałów nie są dokładnie takie same. Istnieją różnice między producentami drukarek i materiałami zastrzeżonymi.

Maszyny M-Jet nakładają materiał do budowy z rzędów głowic drukujących w sposób liniowy. Ta metoda umożliwia drukarkom wytwarzanie wielu obiektów w jednej linii bez wpływu na prędkość budowy. O ile modele są prawidłowo ułożone na platformie roboczej, a przestrzeń w każdej linii roboczej jest zoptymalizowana, M-Jet może produkować części szybciej niż wiele innych typów drukarek 3D z żywicą.

Obiekty wykonane dzięki M-Jet wymagają wsparcia, które jest drukowane jednocześnie podczas budowy z rozpuszczalnego materiału, który jest usuwany na etapie postprodukcji. M-Jet jest jednym z nielicznych typów technologii druku 3D, który oferuje obiekty wykonane z drukowania wielomateriałowego i pełnego koloru.

Nie ma wersji hobbystycznych maszyn do strumieniowego drukowania materiałów. Są one przeznaczone dla profesjonalistów, którzy pracują w firmach samochodowych, firmach zajmujących się projektowaniem przemysłowym, pracowniach artystycznych, szpitalach i wszelkiego rodzaju producentach produktów, którzy chcą tworzyć dokładne prototypy w celu testowania koncepcji i szybszego wprowadzania produktów na rynek.

W przeciwieństwie do technologii polimeryzacji w kadzi, M-Jet nie wymaga późniejszego utwardzania, ponieważ światło UV w drukarce w pełni utwardza każdą warstwę.

Strumień aerozolu

Aerosol Jet to unikalna technologia opracowana przez firmę Optomec, która jest używana głównie do drukowania elektroniki w technologii 3D. Komponenty takie jak rezystory, kondensatory, anteny, czujniki i cienkowarstwowe tranzystory zostały wydrukowane przy użyciu technologii Aerosol Jet.

Można ją porównać do farby w sprayu, jednak różni się od przemysłowego procesu powlekania tym, iż można ją stosować do drukowania w pełni trójwymiarowych obiektów.

Tusze elektroniczne umieszczane są w atomizerze, który tworzy gęstą mgiełkę kropelek o średnicy od 1 do 5 mikronów, zawierających materiał. Mgiełka aerozolu jest następnie dostarczana do głowicy osadzania, gdzie jest skupiana przez gaz osłonowy, co skutkuje rozpylaniem cząstek o dużej prędkości.

Technologię tę czasami klasyfikuje się jako technologię nanoszenia ukierunkowanego na energię ze względu na metodę energetyczną, ale ponieważ materiał w tym przypadku ma postać kropelek, zaliczyliśmy ją do technologii nanoszenia strumieniowego.

Formowanie dowolne tworzyw sztucznych

Niemiecka firma Arburg stworzyła technologię zwaną Plastic Freeforming (APF), która jest połączeniem technologii wytłaczania i strumieniowego natryskiwania materiału. Wykorzystuje ona dostępne w handlu granulaty tworzyw sztucznych, które są topione jak w procesie formowania wtryskowego i przenoszone do jednostki wyładowczej. Zamknięcie dyszy o wysokiej częstotliwości generuje szybkie ruchy otwierania i zamykania do 200 maleńkich kropelek plastiku na sekundę o średnicy od 0,2 do 0,4 mm. Krople są łączone z utwardzonym materiałem podczas schładzania. Zasadniczo nie jest wymagana żadna obróbka końcowa. jeżeli użyto materiału podporowego, należy go usunąć.

NanoParticle Jetting (NPJ)

Jedną z niewielu opatentowanych technologii, których nie da się łatwo zaszufladkować, jest technologia NanoParticle Jetting (NPJ), opracowana przez firmę XJet. Wykorzystuje ona układ głowic drukujących z tysiącami dysz atramentowych, które jednocześnie wtryskują miliony ultracienkich kropel materiału na tackę roboczą w ultracienkich warstwach, a jednocześnie natryskują materiał podporowy.

Cząsteczki metalu lub ceramiki są zawieszone w cieczy. Proces ten odbywa się pod wpływem wysokiej temperatury, która odparowuje ciecz podczas strumieniowania, pozostawiając głównie metal lub materiał ceramiczny. Powstała część 3D ma tylko niewielką ilość pozostałego środka wiążącego, który jest usuwany w procesie spiekania.

Fuzja proszkowa

Fuzja proszku w złożu (PBF) to proces drukowania 3D, w którym źródło energii cieplnej selektywnie topi cząsteczki proszku (plastiku, metalu lub ceramiki) wewnątrz obszaru roboczego w celu tworzenia warstwowego, stałego obiektu.

Drukarki 3D wykorzystujące technologię Powder Bed Fusion rozprowadzają cienką warstwę sproszkowanego materiału na powierzchni druku, zwykle dzięki ostrza, wałka lub wycieraczki. Energia, zwykle pochodząca z lasera, łączy określone punkty na warstwie proszku, a następnie kolejna warstwa proszku jest osadzana i łączona z poprzednią warstwą. Proces powtarza się, aż cały obiekt zostanie wykonany. Końcowy element jest zamknięty i podparty w warstwie niescalonego proszku.

Chociaż proces różni się w zależności od tego, czy materiał jest plastikowy czy metalowy, PBF tworzy części o wysokich adekwatnościach mechanicznych — w tym wytrzymałości, odporności na zużycie i trwałości — do zastosowań końcowych w produktach konsumenckich, maszynach i narzędziach. Chociaż drukarki 3D w tym segmencie stają się coraz bardziej przystępne cenowo (ceny początkowe oscylują wokół 25 000 USD), przez cały czas jest to uważane za technologię profesjonalną lub przemysłową.

Podtypy charakteryzują się na ogół zastosowanym materiałem i rodzajem źródła energii.

Rodzaje technologii druku 3D: Selektywne spiekanie laserowe (SLS), łączenie laserowe proszku (LPBF), topienie wiązką elektronów (EBM)
Materiały: Proszki plastikowe, proszki metalowe, proszki ceramiczne
Dokładność wymiarowa: ą0,3% (dolna granica ą0,3 mm)
Typowe zastosowania: Części funkcjonalne, złożone kanały (konstrukcje puste), produkcja części w małych seriach
Mocne strony: Funkcjonalne części, doskonałe adekwatności mechaniczne, złożone geometrie
Słabości : wyższy koszt maszyn, często drogie materiały, wolniejsze tempo budowy

Selektywne spiekanie laserowe (SLS)

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) tworzy obiekty z, zazwyczaj, proszku z tworzywa sztucznego, przy użyciu lasera lub laserów. Najpierw pojemnik z proszkiem polimerowym jest podgrzewany do temperatury tuż poniżej temperatury topnienia polimeru. Następnie ostrze do ponownego powlekania lub wycieraczka osadza bardzo cienką warstwę sproszkowanego materiału – zwykle o grubości 0,1 mm – na platformie roboczej. Następnie laser (CO2 _lub światłowód) zaczyna skanować powierzchnię zgodnie ze wzorem przedstawionym w modelu cyfrowym. Laser selektywnie spieka proszek i utwardza przekrój poprzeczny obiektu.

Gdy cały przekrój zostanie zeskanowany, platforma robocza przesuwa się w dół o jedną warstwę grubości. Ostrze do ponownego powlekania osadza świeżą warstwę proszku na wierzchu ostatnio zeskanowanej warstwy, a laser spieka następny przekrój obiektu na wcześniej zestalonych przekrojach.

Te kroki są powtarzane, aż wszystkie obiekty zostaną wyprodukowane. Proszek, który nie został spiekany, pozostaje na miejscu, aby podeprzeć obiekty, co zmniejsza lub eliminuje potrzebę stosowania struktur podporowych. Po usunięciu części z łoża proszku i wyczyszczeniu nie ma innych wymaganych kroków obróbki końcowej. Część może być polerowana, powlekana, barwiona lub obrabiana maszynowo w zależności od materiału.

Niedawnym postępem w materiałach SLS jest nowy metal powlekany polimerem, który umożliwia drukarkom 3D SLS wytwarzanie części metalowych. Technologia ta nazywa się Cold Metal Fusion .

Drukarki 3D SLS różnią się od siebie wieloma czynnikami, m.in. rozmiarem, mocą i liczbą laserów, rozmiarem plamki lasera, czasem i sposobem nagrzewania stołu oraz sposobem rozprowadzania proszku.

Najczęściej stosowanym materiałem w druku 3D SLS jest nylon (PA6, PA12), ale możliwe jest także drukowanie elastycznych części przy użyciu TPU i innych materiałów.

Mikroselektywne spiekanie laserowe (μSLS)

Mikroselektywne spiekanie laserowe to kolejna technologia mikrodruku 3D, która tworzy części w rozdzielczości mikroskali (poniżej 5 μm). W przeciwieństwie do „zwykłego” SLS, wersja mikro jest zwykle stosowana z materiałem metalowym, a nie z tworzywami sztucznymi.

W μSLS warstwa tuszu z nanocząstek metalu jest nakładana na podłoże, a następnie suszona w celu wytworzenia jednolitej warstwy proszku nanocząstek. Następnie światło laserowe, które zostało ukształtowane dzięki cyfrowej matrycy mikroluster, jest używane do podgrzewania i spiekania nanocząstek w pożądane wzory. Ten zestaw kroków jest następnie powtarzany w celu zbudowania każdej warstwy części 3D w systemie μSLS.

Laser powder bed fusion (LPBF)

Ze wszystkich technologii druku 3D ta ma najwięcej aliasów. Oficjalnie nazywana przez ISO laser powder bed fusion (LPBF) , ta metoda druku 3D metalu jest również szeroko znana jako direct metal laser sintering (DMLS) i selective laser melting (SLM) lub metal laser powder bed fusion (M-LPBF).

Na początku rozwoju tej technologii producenci maszyn stworzyli własne nazwy dla tego samego procesu, które są używane do dziś. Nie popełnij błędu; te trzy terminy odnoszą się do tego samego procesu, choćby jeżeli niektóre szczegóły mechaniczne się różnią.

LPBF to niezwykle precyzyjna i dokładna metoda druku 3D, powszechnie stosowana do tworzenia skomplikowanych części metalowych dla przemysłu lotniczego, implantów medycznych i zastosowań przemysłowych.

Podobnie jak SLS, drukarki 3D LPBF zaczynają od modelu cyfrowego podzielonego na plasterki. Drukarka ładuje proszek do komory roboczej, a ostrze recoatera (jak wycieraczka) lub wałek rozprowadza go cienką warstwą na płycie roboczej. Laser lub kilka (do 24) śledzi warstwę na proszku. Platforma robocza przesuwa się następnie w dół, a kolejna warstwa proszku jest nakładana i łączona z pierwszą, aż cały obiekt zostanie zbudowany. Komora robocza jest zamknięta, uszczelniona, a w wielu przypadkach wypełniona gazem obojętnym, takim jak mieszanki azotu lub argonu, co zapewnia, iż metal nie utlenia się podczas topienia i pomaga zapobiegać powstawaniu zanieczyszczeń z procesu topienia.

Ubity proszek na stole drukarskim zapewnia pewne wsparcie modelu w trakcie procesu drukowania, jednak stosuje się także podpory.

Po wydrukowaniu części są usuwane z łoża proszkowego, czyszczone i często poddawane wtórnej obróbce cieplnej w celu usunięcia naprężeń. Pozostały proszek jest odzyskiwany i ponownie wykorzystywany.

Czynniki różnicujące drukarki 3D LPBF obejmują typ, moc i liczbę laserów. Mała, kompaktowa drukarka LPBF może mieć pojedynczy laser o mocy 30 watów, podczas gdy wersja przemysłowa może mieć 12 laserów o mocy 1000 watów, co zwiększa prędkość drukowania.

Maszyny LPBF wykorzystują powszechne stopy inżynieryjne, takie jak stale nierdzewne, superstopy niklu i stopy tytanu. Do procesu LPBF dostępnych jest kilkadziesiąt metali.

Topienie wiązką elektronów (EBM)

EBM, nazywane również łączeniem proszkowym wiązką elektronów (EB-PBF), to metoda drukowania 3D metali podobna do LPBF, ale wykorzystująca wiązkę elektronów zamiast lasera światłowodowego. Technologia ta jest wykorzystywana do produkcji części, takich jak tytanowe implanty ortopedyczne, łopatki turbin do silników odrzutowych i cewki miedziane.

EBM jest wybierany zamiast laserowego drukowania metalu 3D z kilku powodów. Po pierwsze, wiązka elektronów generuje więcej mocy i ciepła, co jest wymagane w przypadku niektórych metali i zastosowań. Następnie, zamiast środowiska gazu obojętnego, EBM odbywa się w komorze próżniowej, aby zapobiec rozpraszaniu wiązki. Temperatura komory roboczej może osiągnąć do 1000°C, a w niektórych przypadkach choćby więcej. Ponieważ wiązka elektronów wykorzystuje sterowanie wiązką elektromagnetyczną, porusza się z większą prędkością niż laser i może być choćby podzielona, aby naświetlić kilka obszarów jednocześnie.

Jedną z zalet EBM nad LPBF jest możliwość przetwarzania materiałów przewodzących i metali odblaskowych, takich jak miedź. Inną cechą EBM jest możliwość zagnieżdżania lub układania oddzielnych części jedna na drugiej w komorze roboczej, ponieważ nie muszą być one koniecznie przymocowane do płyty roboczej, co znacznie zwiększa objętość wyjściową.

Wiązki elektronów zwykle wytwarzają większe grubości warstw i mniej szczegółowe cechy powierzchni niż lasery. Części drukowane metodą EBM mogą nie wymagać odprężania dzięki procesu nagrzewania po wydrukowaniu, ze względu na wysoką temperaturę w komorze roboczej.

Directed Energy Deposition

Directed Energy Deposition (DED) to proces drukowania 3D, w którym materiał metalowy jest podawany i łączony dzięki potężnej energii w tym samym czasie, w którym jest osadzany. Jest to jedna z najszerszych kategorii drukowania 3D, obejmująca długą listę podkategorii w zależności od formy materiału (drut lub proszek) i rodzaju energii (laser, wiązka elektronów, łuk elektryczny, prędkość naddźwiękowa, ciepło itp.).

W istocie jest to każda metoda kontrolowanego nakładania warstw metalu (niebędąca wytłaczaniem) mająca wiele wspólnego ze spawaniem.

Ta technologia jest używana do tworzenia wydruku warstwa po warstwie, ale częściej jest używana do naprawy lub dodawania cech do metalowych obiektów poprzez osadzanie materiału bezpośrednio na istniejącej metalowej części. Proces ten jest powszechnie kontynuowany przez obróbkę CNC w celu uzyskania węższych tolerancji. Użycie DED z CNC jest tak powszechne, iż istnieje podtyp druku 3D zwany hybrydowym drukiem 3D, wykorzystujący, jak można się domyślić, hybrydowe drukarki 3D , które zawierają DED i jednostkę CNC w tej samej maszynie.

Technologia ta jest ceniona jako szybszy i tańszy zamiennik odlewania i kucia części metalowych w małych ilościach oraz jako narzędzie do krytycznych napraw w zastosowaniach w przemyśle naftowym i gazowym na morzu, a także w przemyśle lotniczym, energetycznym i użyteczności publicznej.

Podkategorie DED można podzielić według rodzaju materiału wsadowego lub rodzaju źródła energii. Postanowiliśmy je pogrupować według rodzaju energii, aby podkreślić różnice, jakie źródła energii wprowadzają w produktach końcowych.

Gdy materiał używany w tej metodzie drukowania jest w postaci proszku, proszek jest zwykle rozpylany wraz z gazem obojętnym, aby zmniejszyć lub wyeliminować możliwość utleniania. W przypadku surowca proszkowego istnieje również możliwość użycia wielu proszków do mieszania materiałów i uzyskiwania różnych rezultatów. Gdy surowcem jest drut (tańsza opcja), technologia została porównana do spawania robotycznego, ale jest o wiele bardziej złożona.

Podtypy osadzania energii kierowanej: osadzanie energii lasera proszkowego, wytwarzanie addytywne łukiem drutowym (WAAM), osadzanie energii wiązki elektronów drutem, natryskiwanie na zimno
Materiały: Szeroka gama metali, w formie drutu i proszku
Dokładność wymiarowa: ą0,1 mm
Typowe zastosowania: Naprawa wysokiej klasy podzespołów samochodowych/lotniczych, prototypów funkcjonalnych i części finalnych
Mocne strony: Wysoka szybkość narastania, możliwość dodawania metalu do istniejących komponentów
Słabości: Niemożność tworzenia skomplikowanych kształtów z powodu braku możliwości tworzenia struktur podporowych, ogólnie słabe wykończenie powierzchni i dokładność

Drukowanie metalu w 3D dzięki lasera i proszku metalowego

Laser Directed Energy Deposition (L-DED), nazywane również laserowym osadzaniem metalu (LMD) lub Laser Engineered Net Shaping (LENS), to technologia druku 3D wykorzystująca metalowy proszek lub drut podawany przez jedną lub więcej dysz i łączony dzięki silnego lasera na platformie roboczej lub na metalowej części. Obiekt jest budowany warstwa po warstwie, gdy dysza i laser się poruszają lub gdy część porusza się na wieloosiowym stole obrotowym.

Szybkość budowy jest większa niż w przypadku spawania proszkowego, ale skutkuje niższą jakością powierzchni i znacznie niższą dokładnością, często wymagając rozległej obróbki końcowej.

Drukarki laserowe DED często mają uszczelnione komory wypełnione argonem, aby uniknąć utleniania. Mogą również działać tylko z lokalnym zalewem argonem lub azotem podczas przetwarzania mniej reaktywnych metali.

Do metali powszechnie stosowanych w tym procesie zalicza się stale nierdzewne, tytan i stopy niklu.

Tę metodę drukowania często stosuje się do naprawy wysokiej jakości podzespołów lotniczych i samochodowych, na przykład łopatek silników odrzutowych, ale stosuje się ją również do produkcji całych podzespołów.

Rodzaje technologii drukarek 3D / Produkcja addytywna

Druk 3D DED z wykorzystaniem wiązki elektronów

DED z wiązką elektronów, zwany również wire electron beam energy deposition, to proces drukowania 3D bardzo podobny do DED z laserem. Jest on przeprowadzany w komorze próżniowej, która wytwarza bardzo czysty, wysokiej jakości metal. Gdy drut metalowy jest podawany przez jedną lub więcej dysz, jest on łączony wiązką elektronów. Warstwy są budowane indywidualnie, przy czym wiązka elektronów tworzy maleńkie jeziorko stopu, a drut spawalniczy jest podawany do jeziorka stopu przez podajnik drutu.

Wiązki elektronów wybiera się do obróbki DED w przypadku metali o wysokiej wytrzymałości i metali reaktywnych, takich jak stopy miedzi, tytanu, kobaltu i niklu.

DED zasilany drutem metalowym przy użyciu wiązek elektronów jest szybszy niż zasilany proszkiem. Proces odbywa się w komorze próżniowej.

Maszyny DED praktycznie nie są ograniczone pod względem rozmiaru wydruku. Na przykład producent drukarek 3D Sciaky ma maszynę EB DED, która może produkować części o długości prawie sześciu metrów z szybkością od 3 do 9 kilogramów materiału na godzinę. W rzeczywistości DED z wiązką elektronów jest reklamowany jako jeden z najszybszych sposobów budowy części metalowych, chociaż nie jest najdokładniejszy, co czyni go idealnym do budowy dużych konstrukcji, takich jak płatowce, lub części zamiennych, takich jak łopatki turbin, które są następnie obrabiane.

Rodzaje technologii drukarek 3D / Produkcja addytywna

Drukowanie metodą przyrostową łuku drutowego

Osadzanie metodą Wire Directed Energy Deposition, znane również jako Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) , to druk 3D, w którym energia w postaci plazmy lub łuku elektrycznego jest wykorzystywana do topienia metalu w postaci drutu, który jest następnie osadzany warstwa na warstwie przez ramię robota na powierzchni, takiej jak wieloosiowy stół obrotowy, w celu nadania mu określonego kształtu.

Tę metodę wybiera się spośród podobnych technologii wykorzystujących lasery lub wiązki elektronów, ponieważ nie wymaga ona szczelnej komory i można w niej stosować te same metale (czasem dokładnie ten sam materiał), co w przypadku tradycyjnego spawania.

Bezpośrednie napawanie energią elektryczną jest uważane za najbardziej opłacalną opcję wśród technologii DED, ponieważ można w niej stosować istniejące roboty do spawania łukowego oraz źródła zasilania, więc bariera wejścia jest stosunkowo niska.

W przeciwieństwie do spawania, technologia ta wykorzystuje skomplikowane oprogramowanie do sterowania szeregiem zmiennych w procesie, obejmujących m.in. zarządzanie temperaturą i ścieżkę narzędzia ramienia robota.

Nie ma żadnych struktur podporowych do usunięcia, a gotowe części są zwykle obrabiane CNC do ciasnych tolerancji, jeżeli to konieczne, lub polerowane powierzchniowo. Często drukowane części są poddawane obróbce cieplnej w celu uwolnienia wszelkich naprężeń resztkowych.

Rodzaje technologii drukarek 3D / Produkcja addytywna

Impact Innovations

Natryskiwanie na zimno to technologia druku 3D DED, która polega na natryskiwaniu proszków metalowych z prędkością naddźwiękową w celu ich połączenia bez topienia, co powoduje niemal całkowite wyeliminowanie naprężeń cieplnych mogących powodować pęknięcia na gorąco lub inne powszechne problemy mogące mieć wpływ na technologie wykorzystujące technologię topienia.

Proces ten był stosowany w procesie powlekania od początku XXI wieku, ale ostatnio wiele firm dostosowało natryskiwanie na zimno do produkcji addytywnej, ponieważ umożliwia on nakładanie warstw metalu o precyzyjnych kształtach do kilku centymetrów z prędkością od 50 do 100 razy większą niż typowe drukarki 3D do metalu, a ponadto nie wymaga stosowania gazów obojętnych ani komór próżniowych.

Podobnie jak wszystkie procesy DED, natryskiwanie na zimno nie zapewnia wydruków o doskonałej jakości powierzchni czy szczegółowości, ale nie zawsze jest to wymagane, a części można wykorzystywać bezpośrednio po zdjęciu z platformy roboczej.

Liquid Metal firmy Xerox

Bezpośrednie osadzanie energii w stanie stopionym to proces drukowania 3D, w którym do stopienia (lub niemal stopienia) metalu, zwykle aluminium, wykorzystuje się ciepło, a następnie nakłada się go warstwa po warstwie na płytę roboczą, tworząc obiekt 3D.

Ta technologia różni się od drukowania 3D metodą wytłaczania metalu, ponieważ wersje wytłaczania wykorzystują metalowy surowiec z odrobiną polimeru w środku, aby metal był wytłaczalny. Następnie polimer jest usuwany na etapie obróbki cieplnej. Z drugiej strony, Molten DED wykorzystuje czysty metal.

Można by również porównać stopiony lub ciekły DED do natryskiwania strumieniowego materiału, ale zamiast układu dysz osadzających krople, ciekły metal jest na ogół wytryskiwany strumieniem z dyszy.

W fazie rozwoju są różne wersje tej technologii, ale drukarki 3D do stopionego metalu są rzadkie. Jest ona dostępna u producentów maszyn 3D Grob, Valcun i ADDiTec. Xerox oferował tę technologię w swojej drukarce 3D ElemX, która jest w tej chwili instalowana w wybranych amerykańskich instalacjach wojskowych, ale sprzedał ją ADDiTec.

Zaletą tego podejścia jest to, iż nie ma niebezpiecznego proszku metalowego do obróbki, a gotowe wydruki nie wymagają żadnej obróbki końcowej. Zużywa również mniej energii niż inne procesy DED i istnieje potencjał bezpośredniego wykorzystania metalu pochodzącego z recyklingu jako surowca zamiast drutu lub wysoce przetworzonych proszków metalowych.

Binder jetting

Binder jetting to proces drukowania 3D, w którym płynny środek wiążący selektywnie wiąże obszary warstwy proszku. Technologia ta wykorzystuje materiał proszkowy (metal, plastik, ceramika, drewno, cukier itp.) i ciecz osadzaną z drukarek atramentowych.

Niezależnie od tego, czy jest to metal, plastik, piasek czy inny materiał sproszkowany, proces natryskiwania spoiwa jest zasadniczo taki sam. Najpierw ostrze lub wałek do ponownego powlekania rozprowadza cienką warstwę proszku na platformie roboczej. Następnie głowica drukująca z dyszami atramentowymi przesuwa się nad platformą, selektywnie osadzając krople środka wiążącego lub utrwalającego, aby połączyć ze sobą cząstki proszku. Po zakończeniu nakładania warstwy platforma robocza przesuwa się w dół, a ostrze lub wałek ponownie nakłada powłokę na powierzchnię. Następnie proces powtarza się, aż cała część zostanie ukończona. Części są zamknięte w warstwie materiału proszkowego i muszą zostać wykopane. Nadmiar proszku jest zbierany i może być ponownie wykorzystany.

Stąd, w zależności od materiału, wymagane jest przetwarzanie końcowe, z wyjątkiem piasku, który jest zwykle gotowy do użycia jako rdzeń lub forma bezpośrednio po drukarce. Gdy proszek jest metalowy lub ceramiczny, przetwarzanie końcowe z udziałem ciepła topi spoiwo, pozostawiając tylko metal. Przetwarzanie końcowe części z tworzyw sztucznych może obejmować etap utwardzania i często obejmuje powłokę w celu poprawy wykończenia powierzchni. Można również polerować, malować i szlifować części natryskiwane spoiwem polimerowym.

Przez długi czas, drukowanie strumieniowe spoiwem było uważane za technologię „zimną”, ponieważ w przeciwieństwie do stosowania laserów lub wiązek elektronów na sproszkowanym metalu lub polimerze, nie ma ciepła w procesie aż do obróbki końcowej. Jednak może się to zmienić, gdy mówimy o drukowaniu strumieniowym spoiwem polimerowym.

Coraz więcej drukarek wykorzystuje sproszkowany polimer i ciecz wytryskiwaną z głowic atramentowych, ale zawierają one element termiczny, który działa w celu stopienia lub połączenia cząstek polimeru. Powstała część jest znacznie mocniejsza niż część wykonana z proszku po prostu sklejonego, więc nic dziwnego, iż firmy takie jak HP, Stratasys i Voxeljet wolą, aby ich procesy drukowania strumieniowego spoiwem polimerowym z płynem i ciepłem były oddzielone. Jednak jeżeli przyjmiemy najszerszy pogląd na drukowanie strumieniowe spoiwem jako technologię proszkową i płynną, to zastrzeżona technologia, którą omawiamy poniżej, pasuje tutaj.

Binder jetting jest szybki i ma wysokie wskaźniki produkcji, więc może produkować duże ilości części bardziej ekonomicznie niż inne metody AM. Metalowe binder jetting, stosowane z szeroką gamą metali, jest popularne w przypadku produktów konsumenckich, narzędzi i części zamiennych o dużej objętości. Zimne polimerowe binder jetting ma ograniczone opcje materiałowe i produkuje części o niskich adekwatnościach strukturalnych, ale odmiany z ciepłem zwykle wykorzystują nylon i TPU.

Podtypy technologii druku 3D: Metal Binder Jetting, Polymer Binder Jetting, Sand Binder Jetting, Multi Jet Fusion, High Speed Sintering, Selective Absorption Fusion
Materiały: piasek, polimery, metale, ceramika itp.
Dokładność wymiarowa: ą0,2 mm (metal) lub ą0,3 mm (piasek)
Typowe zastosowania: Funkcjonalne części metalowe, modele pełnokolorowe, odlewy i formy piaskowe
Zalety: Niskie koszty, duże objętości wydruku, funkcjonalne części metalowe, doskonałe odwzorowanie kolorów, duża prędkość drukowania, elastyczność projektowania bez wsparcia

Przyszłość rozwoju przemysłowego przez cały czas stawia wysokie wymagania odlewniom i dostawcom. Drukowanie piaskowe 3D jest na początku swojego potencjału.

Drukarki 3D z technologią strumieniowego wiązania piasku produkują części z piaskowca lub gipsu. Po wydrukowaniu rdzenie i formy są usuwane z obszaru roboczego i czyszczone w celu usunięcia luźnego piasku. Formy są zwykle natychmiast gotowe do odlewania. Po odlaniu forma jest rozbijana, a ostateczny metalowy element jest usuwany.

Laminowanie arkuszy

Laminowanie arkuszy jest technicznie formą druku 3D, chociaż różni się znacząco od powyższych technologii. Działa poprzez układanie i laminowanie arkuszy bardzo cienkiego materiału razem w celu wytworzenia obiektu 3D lub stosu, który jest następnie cięty mechanicznie lub laserowo w celu uzyskania ostatecznego kształtu.

Warstwy materiału można łączyć ze sobą różnymi metodami, w tym ciepłem i dźwiękiem, w zależności od danego materiału. Materiały obejmują papiery, polimery i metale.

Po laminowaniu elementów laser wycina lub obrabia pożądany kształt, co wiąże się z większą ilością odpadów niż w przypadku innych technologii druku 3D.

Producenci stosują laminowanie arkuszy do produkcji ekonomicznych, niefunkcjonalnych prototypów z relatywnie dużą prędkością. Jest to również obiecująca technologia produkcji akumulatorów elektrycznych. Może być stosowana do produkcji elementów kompozytowych, ponieważ wykorzystane materiały można zamieniać w trakcie procesu drukowania.

Rodzaje technologii druku 3D: Produkcja obiektów laminowanych (LOM), Konsolidacja ultradźwiękowa (UC)
Materiały: papier, polimer i metal w formie arkuszy
Dokładność wymiarowa: ą0,1 mm
Typowe zastosowania: prototypy niefunkcjonalne, wydruki wielokolorowe, formy odlewnicze.
Mocne strony: Możliwość szybkiej produkcji, wydruki kompozytowe
Słabości: Niska dokładność, więcej odpadów, konieczność wykonania prac postprodukcyjnych w przypadku niektórych części

Laminowanie jako technologia druku 3D

Laminowanie to technologia druku 3D, w której arkusze materiału nakłada się warstwami jeden na drugi i łączy ze sobą dzięki kleju. Następnie przy użyciu noża (lub lasera, albo frezarki CNC) wycina się z warstwowego obiektu odpowiedni kształt.

Technologia ta jest dziś mniej powszechna, ponieważ koszt innych technologii druku 3D spadł, podczas gdy rozmiar, prędkość i łatwość obsługi drukarek 3D w innych kategoriach technologicznych drastycznie wzrosły.

Produkcja litografii lepkiej (VLM)

VLM to opatentowany proces drukowania 3D firmy BCN3D, który polega na laminowaniu cienkich warstw żywic światłoczułych o wysokiej lepkości na przezroczystej folii transferowej. Mechaniczny system umożliwia laminowanie żywicy z obu stron folii, co umożliwia łączenie różnych żywic w celu uzyskania części z wielu materiałów i łatwych do usunięcia struktur podporowych.

Technologia ta, która nie pozostało wprowadzona na rynek komercyjny, mogłaby równie dobrze znaleźć się w jednej z technologii druku 3D z żywic.

Produkcja addytywna na bazie kompozytów (CBAM)

Startup Impossible Objects opatentował technologię polegającą na łączeniu mat węglowych, szklanych lub kevlarowych z tworzywem termoplastycznym w celu tworzenia części.

Produkcja obiektów kompozytowych metodą selektywnego laminowania (SLCOM)

EnvisionTEC, w tej chwili nazywany ETEC i należący do Desktop Metal, opracował tę technologię w 2016 r., która wykorzystuje tworzywa termoplastyczne jako materiał bazowy i kompozyty z włókien tkanych. Nie jest pewne, czy Desktop Metal przez cały czas wspiera tę metodę.

Rozwijające się technologie druku 3D

Nasz przewodnik nie obejmuje wszystkich siedmiu głównych kategorii druku 3D, jest ich po prostu zbyt wiele, a nowe pojawiają się cały czas. Czy są to naprawdę nowe technologie, czy też zastrzeżone ulepszenia ugruntowanej technologii?

W każdym razie przewodnik ten będzie rozwijany wraz z branżą i aktualizowany co pół roku, więc bądź na bieżąco!

źródło: all3dp

Idź do oryginalnego materiału

Rodzaje technologii druku 3D – kompletny przewodnik

MEX

Drukowanie 3D w budownictwie

Polimeryzacja

Stereolitografia (SLA)

Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)

DLP

Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD)

Material jetting

Strumieniowe czyszczenie materiału (M-Jet)

NanoParticle Jetting (NPJ)

Fuzja proszkowa

Selektywne spiekanie laserowe (SLS)

Laser powder bed fusion (LPBF)

Topienie wiązką elektronów (EBM)

Directed Energy Deposition

Drukowanie metalu w 3D dzięki lasera i proszku metalowego

Druk 3D DED z wykorzystaniem wiązki elektronów

Drukowanie metodą przyrostową łuku drutowego

Impact Innovations

Liquid Metal firmy Xerox

Binder jetting

Laminowanie arkuszy

Laminowanie jako technologia druku 3D

Rozwijające się technologie druku 3D

Powiązane

10 systemów nawadniających Arduino, które utrzymają Twoje ro...

Drukowanie większej ilości mniejszym nakładem; praktyczne do...

Ustawienia drukowania PETG zapewniające idealne rezultaty

Drukowanie 3D DMLS, czyli bezpośrednie spiekanie laserowe me...

Jak zrobić zdjęcie do dokumentu w domu? Czy to możliwe?

Flashforge wprowadza na rynek drukarkę 3D AD5X „All-in-One” ...

Startup otrzymał miliony na druk 3D betonowych kopuł na dno ...

Japońska tablica rejestracyjna z PET-G Noctuo