Az additív gyártás (más néven gyors prototípus-készítés vagy 3D nyomtatás) olyan gyártási módszer, amely szilárd tárgyakat hoz létre anyagrétegek építésével. Bár sokféle 3D nyomtatási technika létezik, ez a cikk az általános folyamatra összpontosít a tervezéstől az utolsó részig. Függetlenül attól, hogy az utolsó rész egy gyors prototípus vagy egy végső funkcionális alkatrész, a teljes folyamat ugyanaz marad.
Additív gyártási folyamat
1. Számítógéppel segített tervezés
A digitális modell készítése az első lépés az additív gyártási folyamatban. A digitális modellek készítésének leggyakoribb módja a számítógéppel segített tervezés (CAD). Az ingyenes és professzionális CAD programok széles skálája kompatibilis az additív gyártással. A visszafejtés segítségével digitális modelleket is létrehozhat 3D szkennelésből.
Számos tervezési szempontot kell értékelni az additív gyártás tervezésekor. Ezek általában a jellemzők geometriájára vonatkozó korlátozásokra összpontosítanak, hogy támogassák, vagy kiszabaduljanak a furatok követelményei, és technológiánként változnak.
2. STL konvertálás és fájl manipuláció
A hagyományos gyártási módszerekkel ellentétben az additív gyártási folyamat kritikus szakasza a CAD-modellek STL-fájlokká alakításának szükségessége. Az STL háromszögeket használ az objektum felületének leírására. Számos modellkorlátozást kell figyelembe venni, mielőtt egy modellt STL-fájllá alakítana, beleértve a fizikai méretet, a víztömítettséget és a sokszögszámot.
Az STL-fájl létrehozása után a rendszer importálja a fájlt a szeletelőbe. Ez a program az STL fájlokat g-kóddá konvertálja. A g-code egy numerikus vezérlés (NC) programozási nyelv. A számítógéppel segített gyártásban (CAM) használják automatizált szerszámgépek (beleértve a CNC gépeket és a 3D nyomtatókat is) vezérlésére. A szeletelő azt is lehetővé teszi a tervezők számára, hogy testreszabják az építési paramétereket, beleértve a támogatást, a rétegmagasságot és az alkatrész tájolását.
3.3D nyomtatás
A 3D nyomtatók gyakran sok apró és összetett részből állnak, ezért a megfelelő karbantartás és kalibrálás kritikus fontosságú a pontos nyomatok előállításához. Ebben a szakaszban a nyomtatási anyag is betöltődik a nyomtatóba. Az additív gyártásban használt nyersanyagok eltarthatósága gyakran korlátozott, és gondos kezelést igényelnek. Míg egyes folyamatok képesek újrahasznosítani a felesleges nyomtatási anyagot, az újrafelhasználás az anyag romlásához vezethet, ha nem cserélik ki rendszeresen.
A legtöbb additív gyártógépet nem kell ellenőrizni a nyomtatás megkezdése után. A gépek automatizált folyamatot követnek, és a problémák általában csak akkor merülnek fel, ha a gépnek elfogy az anyaga, vagy a szoftver meghibásodik.
4. 3D nyomtatott termékek feldolgozása
Egyes additív gyártási technikák esetében a nyomtatás eltávolítása olyan egyszerű, mint a nyomtatott alkatrész leválasztása az építési platformról. Más, iparibb 3D nyomtatási módszerek esetében a nyomat eltávolítása rendkívül technikai jellegű folyamat, amely magában foglalja a nyomat pontos kivonását, miközben az még építőanyagba van csomagolva vagy az építőlemezhez rögzítve. Ezek a módszerek összetett eltávolítási eljárásokat és magasan képzett gépkezelőket, valamint biztonsági berendezéseket és ellenőrzött környezetet igényelnek.
5. Utófeldolgozás
Az utófeldolgozási eljárások a nyomtató technológiájától függően is eltérőek lehetnek. Az SLA-k megkövetelik, hogy az alkatrészeket UV-fényben pácolják ki a feldolgozás előtt, a fém alkatrészek gyakran igényelnek feszültségmentességet a sütőben, és az FDM alkatrészeket azonnal fel lehet dolgozni. A támogató nyomtatási technikákkal nyomtatott tartókat az utófeldolgozási szakaszban is eltávolítják. A legtöbb 3D nyomtatási anyag csiszolható, és más utófeldolgozási technikákat, beleértve a zuhanást, a nagynyomású légtisztítást, a polírozást és a színezést, felhasználják a nyomatok végső felhasználásra való előkészítéséhez.
