A 3D nyomtatást leggyakrabban prototípuskészítésre használják, és az egyedi alkatrészek gyors előállítására való képessége lehetővé teszi az ötletek gyors ellenőrzését és költségmegtakarítást. A leggyakoribb 3D nyomtatási technológiák az SLA, a DLP és az FDM, de nem csak ezek a technológiák. Ezeknek a 3D nyomtatási technológiáknak a bevezetését és működési elvét az alábbiakban tárgyaljuk.
Sztereó litográfia (SLA)
A sztereolitográfia (SLA) az eredeti ipari 3D nyomtatási eljárás. Az SLA nyomtatók kiválóan alkalmasak nagy részletességű, sima felületű és szűk tűrésű alkatrészek előállítására. Az SLA alkatrészek kiváló minőségű felületkezelése nemcsak gyönyörűen néz ki, hanem hozzájárul az alkatrész működéséhez is – például az összeállítás illeszkedésének teszteléséhez. Széles körben használják az orvosi iparban, és általános alkalmazások közé tartozik az anatómiai modellek és a mikrofluidika.
Alapelv: A sztereolitográfia egy számítógép, amely vezérli a lézersugarat, és a CAD rendszer által biztosított tervezési adatok segítségével rétegről rétegre szilárdítja a folyékony fényérzékeny gyantát. Ez a rétegenkénti kötési módszer a lézer és a platform síkbeli mozgásának kombinálása. A függőleges mozgást kombinálva háromdimenziós objektum jön létre.
Szelektív lézeres szinterezés (SLS)
A szelektív lézeres szinterezés (SLS) a nylon alapú porokat szilárd műanyagokká olvasztja. Mivel az SLS alkatrészek valódi hőre lágyuló anyagokból készülnek, strapabíróak, alkalmasak a funkcionális tesztelésre, és meg tudják tartani az élő zsanérokat és pattanásokat. Az SL-hez képest az alkatrészek erősebbek, de a felületkezelés durvább. Az SLS-nek nincs szüksége támasztószerkezetre, így a teljes összeállítási platform felhasználható több alkatrész egyetlen buildbe való beágyazására – így alkalmas nagyobb alkatrészszámra, mint más 3D nyomtatási eljárások. Számos SLS-alkatrészt használnak prototípus-készítéshez, és egy napon fröccsöntésre kerülnek.
Alapelv: A lézersugarat szelektíven szinterelik a réteges metszet információinak megfelelően számítógépes vezérléssel. Az egyik réteg elkészülte után a következő réteget szinterelik. A szinterezés befejezése után a felesleges port eltávolítjuk, és szinterezett részt kaphatunk.
Tintasugaras technológia (PolyJet)
A PolyJet egy másik műanyag 3D nyomtatási eljárás, de van egy fordulópont. Különféle tulajdonságokkal, például színnel és anyaggal rendelkező alkatrészeket tud gyártani. A tervezők ezt a technológiát használhatják elasztomerek vagy túlöntött alkatrészek prototípusainak elkészítéséhez. Ha egyetlen merev műanyagból készült, javasoljuk, hogy ragaszkodjon az SL-hez vagy az SLS-hez – ez gazdaságosabb. Mindazonáltal, ha prototípusokat készít fröccsöntéshez vagy szilikongumi kialakításokhoz, a PolyJet megkímélheti Önt attól, hogy a fejlesztési ciklus korai szakaszában befektesse az eszközökbe. Ezzel gyorsabban iterálhatja és ellenőrizheti a tervet, és pénzt takaríthat meg.
Alapelv: A fényérzékeny polimer anyag minden rétegét közvetlenül a permetezés után ultraibolya fénnyel megszilárdítják, hogy egy teljesen megszilárdult modellt kapjanak, amely azonnal szállítható és használható megszilárdulás nélkül. A speciálisan összetett geometriák megtámasztására tervezett gélszerű hordozóanyag kézzel vagy vízpermettel könnyen eltávolítható.
Digitális fényfeldolgozás (DLP)
A digitális fényfeldolgozás hasonló az SLA-hoz, mivel fényt használ a folyékony gyanta térhálósításához. A fő különbség a két technológia között az, hogy a DLP digitális fényvetítő képernyőt, míg az SLA ultraibolya lézert használ. Ez azt jelenti, hogy a DLP 3D nyomtatók a teljes építési réteget egyszerre tudják leképezni, ezáltal növelve az építési sebességet. Bár gyakran használják gyors prototípus-készítéshez, a DLP-nyomtatás nagyobb teljesítménye alkalmassá teszi műanyag alkatrészek kis szériás gyártására.
Alapelv: Az alapelv az, hogy a fény által kibocsátott fényforrást kondenzációs lencsén kell átengedni a fény homogenizálása érdekében, majd egy színkeréken (Color Wheel) át kell engedni a fényt három RGB színre (vagy több színre), majd kivetíteni. az objektív színe A DND-n a kép végül a vetítőlencsén keresztül kerül kivetítésre.
Többsugaras olvasztás (MJF)
Az SLS-hez hasonlóan a Multi Jet Fusion is nylonport használ funkcionális alkatrészek előállításához. Ahelyett, hogy lézert használna a por szinterezésére, az MJF tintasugaras tömböt használ a folyasztószer felvitelére a nylon porágyra. A fűtőelem ezután áthalad az ágyakon, hogy megolvadjon minden réteg. Ez egyenletesebb mechanikai tulajdonságokat és jobb felületi minőséget eredményez az SLS-hez képest. Az MJF eljárás másik előnye, hogy felgyorsítja az építési időt, ezáltal csökkenti a gyártási költségeket.
Alapelv: Nagyon érdekes ennek a technológiának a működése: először terítsen fel egy réteg port, majd permetezzen folyasztószert, és ezzel egyidejűleg permetezzen részletező szert, hogy biztosítsa a nyomtatott tárgy éleinek finomságát, majd vigye fel újra Hőforrás . Ez a réteg kész. És így tovább, amíg a 3D objektum el nem készül.
Fused Deposition Modeling (FDM)
A Fused Deposition Modeling (FDM) egy általános asztali 3D nyomtatási technológia műanyag alkatrészekhez. Az FDM nyomtató funkciója, hogy a műanyag filamentet rétegről rétegre extrudálja az építési platformra. Ez egy költséghatékony és gyors módszer a fizikai modellek készítésére. Egyes esetekben az FDM használható funkcionális tesztelésre, de a technológia korlátozott a viszonylag durva felületkezelés és az alkatrészek elégtelen szilárdsága miatt.
Alapelv: Az FDM eljárás megolvasztja és extrudálja a műanyag huzalt egy magas hőmérsékletű fúvókán keresztül. A huzal felhalmozódik, lehűl és megszilárdul a platformon vagy a feldolgozott terméken, és az entitást rétegről rétegre halmozzák fel.
Közvetlen fémlézeres szinterezés (DMLS)
A fém 3D nyomtatás új lehetőségeket nyit meg a fém alkatrészek tervezésében. Általában a fém, többkomponensű alkatrészek egyedi vagy belső csatornákkal vagy üreges jellemzőkkel rendelkező könnyű alkatrészekké való redukálására használják. A DMLS használható prototípus-készítésre és gyártásra, mivel az alkatrészek sűrűsége ugyanolyan sűrű, mint a hagyományos fémgyártási módszerekkel, például megmunkálás vagy öntés. A bonyolult geometriájú fém alkatrészek elkészítése olyan orvosi alkalmazásokhoz is alkalmassá teszi, ahol az alkatrésztervezésnek szerves szerkezeteket kell utánoznia.
Alapelv: A fémmátrixot nagyenergiájú lézersugárral részlegesen megolvasztják és 3D modelladatokkal vezérlik, miközben szinterelik és megszilárdítják a por fémanyagokat, és automatikusan egymásra rakják őket rétegenként, így sűrű geometriai szilárd részek keletkeznek.
Elektronsugaras olvasztás (EBM)
Az elektronsugaras olvasztás egy másik fém 3D nyomtatási technológia, amely elektromágneses tekercs által vezérelt elektronsugarat használ a fémpor megolvasztására. Az építési folyamat során a nyomtatóágy felmelegszik és vákuum állapotba kerül. Az anyag melegítésének hőmérsékletét a felhasznált anyag határozza meg.
Alapelv: Importálja az alkatrész háromdimenziós szilárd modell adatait az EBM berendezésbe, majd finom fémport vékony rétegben terítsen az EBM berendezés munkafülkébe, és használja fel a fókuszban keletkező nagy sűrűségű energiát az EBM berendezésbe. a nagyenergiájú elektronsugár eltérül és fókuszál. A szkennelt fémporréteg kis helyen hőmérsékletet generál, ami a fémrészecskék megolvadását okozza. Az elektronsugár folyamatos pásztázása hatására az apró fémolvadék medencék összeolvadnak és megszilárdulnak, és összekapcsolódnak, és lineáris és sík fémréteget képeznek.