Все 3D принтеры работают по принципу послойного наращивания материала, т. е. применяют аддитивные технологии производства.
В зависимости от требований, предъявляемых к объекту объемного построения, используют различные типы технологий 3D-печати.
О самых популярных из них и пойдет речь в нашей статье.
Самые популярные технологии 3D-печати
Существуют различные категории процессов аддитивного производства, которые в свою очередь подразделяются на типы технологий 3D-печати, используемых в 3D-принтерах.
Процесс 3D-печати: экструзия материала
Экструзионная печать — это процесс, при котором происходит выдавливание твердого термопластичного материала через нагретое сопло. Принтер послойно размещает расплавленный пластик на строительной платформе по заданному пути, где он охлаждается и затвердевает, образуя твердый объёмный объект.
Типы технологии 3D-печати:
FDM моделирование
Моделирование наплавленного осаждения (Fused Deposition Modeling) , иногда называемое изготовлением сплавленных нитей FFF (Fused Filament Fabrication).
Самый дешевый и распространённый метод объёмной печати, где в качестве сырья для построения трехмерной модели выступают различные термопластики (ABS, PET, PLA,TPU, PETG), изготовленные в виде катушек с нитью.
FDM 3D принтер
Принцип работы:
Катушка с нитью устанавливается в 3D-принтер. Далее пластиковая нить проталкивается, через нагретое до заданной температуры сопло принтера в экструзионной головке, заставляя ее плавиться. Происходит выдавливание (экструзия) материала.
Затем принтер перемещает экструзионную (печатную) головку в соответствии с заданными компьютером координатами, укладывая расплавленный материал на рабочий стол, где он охлаждается и затвердевает.
По завершении одного слоя, принтер приступает к нанесению следующего. Этот процесс печати поперечных сечений повторяется, пока объект не будет полностью сформирован.
Область применения:
Изготовление функциональных прототипов, мелкосерийное производство деталей, игрушек, сувенирной продукции.
3D-печать идеально подходит для мелкосерийного производства.
Процесс 3D-печати: Фотополимеризация
Основан на принципе послойного затвердевания фотополимерных материалов под воздействием различных источников света.
Основные типы полимеризации: SLA (стереолитография) и DLP (цифровая обработка света).
Типы технологии 3D-печати:
Стереолитография
Стереолитография (SLA) — высокоточная технология быстрого прототипирования, запатентованная в 1984 году Чарльзом Халлом.
Принцип работы:
На помещенную в емкость фотополимерную смолу выборочно воздействует лазерный луч, под его воздействием смола застывает образуя слой трехмерной модели, затем платформа опускается вниз на высоту готового слоя и процесс повторяется.
Недостатком технологии 3D-печати с использованием точечного лазера является высокая стоимость оборудования, материалов, а также высокая токсичность фотополимерных смол, что представляет существенную угрозу для здоровья человека.
Область применения:
Медицина (зубопротезирование, офтальмология, слуховые аппараты), печать прототипов, ювелирные изделия (литьё по выплавляемым моделям).
Цифровая обработка света (DLP)
В отличии от стереолитографии, DLP-технология позволяет существенно увеличить скорость печати.
Принцип работы:
Световой поток проецируется на строительную площадку с помощью цифрового устройства DMD (кремниевого чипа, состоящего из множества подвижных микрозеркал изготовленных из алюминиевого сплава), которое в соответствии с заданными параметрами формирует световой узор на поверхности фотополимера, необходимый для печати очередного слоя.
Процесс печати объекта с использованием DLP
Так как размер каждого микрозеркала DMD-устройства примерно равен одному пикселю, изображение слоя формируется из небольших прямоугольных блоков, называемых вокселями.
Как итог, качество печати немного уступает SLA.
Сравнение качества печати SLA и DLP.
Процесс 3D-печати: порошковая печать
Порошковая наплавка — это процесс выборочного спекания частиц порошкового наполнителя с помощью лазера, либо другого источника энергии.
Типы технологии 3D-печати:
Селективное лазерное спекание (SLS)
SLS (Selective Laser Sintering) — широко применяемая технология аддитивной печати.
Принцип работы:
Порошок подается в специальный отдел 3D-принтера, где разравнивается валиком на необходимую для создания слоя толщину. Затем луч лазера направленный на поверхность, прочерчивает контур соответствующий текущему срезу изделия спекая порошок в местах контакта. После чего, платформа опускается ниже на толщину очередного слоя и процесс повторяется.
Для изготовления изделий используются различные материалы: полимеры,
металлы, керамика.
Область применения:
Большой объем камер, высокая скорость печати, возможность изготовления геометрически сложных изделий за счет того, что роль поддержки выполняет слой порошка, а также гибкость в выборе материалов, позволяет использовать технологию для изготовления: мелкосерийной продукции, изделий искусства, мастер-моделей, функциональных прототипов, технологически сложных деталей в производстве.
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
