21.05.2017 в 12:51   printmen

Технологии 3d печати

  В данной статье разберем основные технологии и преимущества 3d печати. Что можно напечатать на 3d принтере. 

 3d печать (аддитивное производство) — это процес создания, реального трехмерного объекта, на основе заранее подготовленной 3д модели с использованием 3d принтера. Распечатанное изделие будет иметь абсолютно любую форму и геометрические размеры с учетом того, что напечатанный объект можно сформировать по частям и состоять он может из любых доступных человечеству материалов. 

 3d печать может осуществляться различными методами, но на данный момент в основе каждого их них лежит послойное формирование т.е. каждый объект выращивается определенным образом и состоит из множества горизонтальных слоев склеенных собственным или связующим материалом. Важными параметрами которые влияют на качество и стоимость напечатанного объекта это толщина слоя (разрешение) и материал который используется для печати. Т.к. разные материалы имеют индивидуальные характеристики, например температура плавления, твердость и т.д. их применяют в разных типах;3d принтеров и соответственно используют различные методы 3d печати.

  Сравнение наиболее распространенных 3d технологий SLA vs FDM vs SLS

   Метод экструзии. Моделирование методом послойного наплавления (FDM)

1. Последовательное формирование горизонтальных слоев струей расплавленного материала основном пластика), который застывает после охлаждения. В качестве материала могут использоваться различные виды пластика с температурой плавления до 330 градусов. Самый распространенный и популярный вид 3d печати. Сокращенные названия принтеров с данной технологией FDM, FFF, PJP 3d принтеры.

 Устройство таких принтеров самое простое, по сравнению с другими типами. Собрать данные принтеры можно даже в домашних условиях. Простыми словами это ЧПУ станок, экструдер которого работает по заданной программе — gcode, которую формирует т.н. слайсеры. 

2. Последовательное формирование горизонтальных слоев струей самоотверждающегося композитного материала. В качестве материалов используют различные керамические композитные смеси используемые в строительстве, медицине, искусстве. На основе данной технологии работают так же и биопринтеры. Сокращенные названия DIW 3d принтеры.

   Методом фотополимеризации (стереолитография)

1. Последовательное формирование горизонтальных слоев, засвечиванием особых материалов — фотополимеров, которые твердеют под воздействием УФ-лазера (365 — 405 нм). Во время печати УФ-лазер в жидком фотополимере засвечивает всю площадь формируемого слоя. Сокращенное название — SLA 3d принтеры. В качестве материалов используют различного рода фотополимеризующиеся смолы в большинстве своем состоят из метакрилатов, пластифицирующих добавок и УФ-активаторов.

2. Последовательное формирование горизонтальных слоев, засвечиванием фотополимерных смол светом DLP проектора. Цифровая 3d модель делится на множество проекций (слоев), в форме которых и отображается световое пятно. В отличие от лазерных SLA 3d принтеров проекционные DLP могут имеют большие размеры и габариты, но скорость печати зачастую превосходит лазерные SLA принтеры, т.к. слой засвечивается полностью, нежели постепенно пятном лазера (площадь пятна 140 нм), а разрешение (40-140 нм) в плоскости XY измеряется в пикселях проектора. Сокращенно DLP 3d принтеры.

      

3. Последовательное формирование горизонтальных слоев, засвечиванием фотополимерных смол, распыляемых печатающей головкой согласно данным 3d модели, которые под воздействием УФ-излучения лампы, следом идущей за печатающей головкой, мгновенно твердеет. Сокращенно PolyJet, MJM 3d принтеры.

   Сравнение DLP и SLA 3d принтеров 

   Метод спекания или связывания порошковых материалов (металлов, керамики и композитов

 1. Последовательное формирование горизонтальных слоев спеканием порошкового материала (металл, пластик) с помощью мощного лазерного луча, т.н. селективное лазерное спекание. В качестве материалов используются различные порошки металлов и их сплавов, термопластиков. Сокращенно — SLS, DLMS, SHS, SLM 3d принтеры.

 2. Последовательное формирование горизонтальных слоев нанесением связующего вещества, печатающей головкой, на порошковый материал. В качестве материала в основном используют керамику и различные композиты на ее основе. Основное преимущество перед другими технологиями в том, что с ее помощью можно печать полноцветные изделия. Сокращенное название  — CJP 3d принтеры.

    Метод ламинирования

   Последовательное формирование обьектов последовательным склеиванием листов заданной геометрической формы (лазерная резка). В качестве материалов используется бумага, пластик, металл. Сокращенно LOM 3d принтеры.

  Самые актуальные, перспективные и распространенные направления — это селективное лазерное спекание металлов и термопластиков (SLS, DLMS, SLM), экструзия расплавленного материала (FDM), полноцветная струйная печать (CJP) и стереолитография (SLA, DLP).

  3d печать (аддитивные технологии) — это технология которая дает большие возможности практически в любой сфере нашей жизни. Единичные прототипы опытных образцов, конструкторам, дизайнерам, выставочные и презентационные макеты зданий и сооружений, игрушки. Основное преимущество, перед другими способами производства объектов и изделий, в том что можно сделать детали с заданными свойствами и характеристиками из любых материалов, абсолютно любой геометрической формы с минимальными усилиями. Если деталь будет использоваться под динамическими или статическими нагрузками, то проектировать и разрабатывать их необходимо в системах САПР.

 

Комментарии: