Технологии 3D - печати

На сегодняшний день существует несколько основных направлений, по которым развиваются технологии 3D печати. Каждая технология имеет свои особенности, плюсы и минусы, каждая занимает свою нишу.
3D печать относится к так называемому классу аддитивных методов производства предмета. Объект создается из ничего, послойно и постепенно выращивается во что-то осязаемое. Противоположный пример – всем нам известная токарная обработка, когда с болванки срезается все лишнее, а в результате мы имеем выточенную деталь и ведро стружки.

 

SLA (Сокращенно от Steolithography)

Стереолитография стоит немного особняком от других, так как использует в качестве «строительного материала» не порошки, а фотополимеры в жидком состоянии. Именно эти замечательные вещества открыли невиданные доселе горизонты в сфере 3D печати и не только. Что же они собой представляют?
Фотополимер — это вещество, изменяющее свои свойства под воздействием света, обычно ультрафиолетового. Т.е. в обычном состоянии (кстати говоря, не обязательно жидком) они хрупкие и податливые, а при попадании под УФ-излучение электромагнитного диапазона приобретают прочность. Продолжительность облучения и длина волны не может быть произвольной. Она рассчитывается в зависимости от конкретного материала, размеров объекта и условий окружающей среды. Под конкретные нужды подбирают различные источники излучения – лампы – дневного света, ртутные, аргоновые, импульсные, ксеноновые, светодиодные и т.д. Вспомните, как однажды стоматолог предлагал вам поставить световую пломбу.  

Технология SLA состоит в следующем: сканирующая система направляет на фотополимер лазерный луч, под действием которого материал твердеет. В качестве фотополимера используется хрупкий и твёрдый полупрозрачный материал, который коробится под действием атмосферной влаги. Материал легко склеивается, обрабатывается и окрашивается. Рабочий стол находится в ёмкости с фотополимерной композицией. После прохождения лазерного луча и отверждения очередного слоя его рабочая поверхность смещается вниз на 0,025 мм – 0,3 мм.

Одно из преимуществ 3D печати методом SLA — скорость. Объекты возводятся в течения дня, хотя отдельные модели с особо сложной геометрией могут выращиваться до нескольких дней. Большинство SLA машин работают с объектами размером примерно 50 x 50 x 60см, но есть и исключения. добавить что-нибудь интересное. Это легко.

Selective Laser Sintering (SLS)

Лазерное спекание порошковых материалов является единственной технологией 3D печати, которая может быть использована для изготовления металлических формообразующих для металлического и пластмассового литья. Пластмассовые прототипы обладают хорошими механическими свойствами, благодаря которым они моту быть использованы для изготовления полнофункциональных изделий.

 

В SLS печати используются материалы, близкие по своим свойствам к конструкционным маркам: металл, керамика, порошковый пластик. Порошковые материалы наносятся на поверхность рабочего стола и запекаются лазерным лучом в твёрдый слой, соответствующий сечению 3D модели и определяющий её геометрию.

Выборочная лазерная плавка незаменима в аэрокосмической отрасли, где идет борьба за каждый грамм – деталь должна выполнять свои функции и быть прочной, но вместе с тем иметь материал только в тех местах, где без него не обойтись.

 

MultiJet Printing

Технология не оставит равнодушным самого искушённого специалиста в области быстрого прототипирования. Невиданная ранее точность изготовления наряду с прочностью и скоростью построения – всё это даёт миру MJM, а наша компания даёт её вам!

В основе технологии лежит печатающая головка, особенность которой в том, что она содержит целую батарею мельчайших сопел, расположенных линейно в несколько рядов. Количество сопел обычно начинается от 96 для младших моделей принтеров и может достигать 448 для топовых моделей. В остальном здесь нет ничего неожиданного – головка наносит термопластичный материал слой за слоем, включая необходимые поддерживающие элементы. 


Технология запатентована 3D Systems . Принтеры ProJet серий 3500, 5000, 6000 и 7000 способны печатать с использованием целой гаммы материалов под общим названием VisiJet. Потребителю есть из чего выбрать, исходя из своих конкретных нужд: более гибкий или более твёрдый материал, светлый или тёмный, обычный или термостойкий. Точность изготовления составляет 0,025 – 0,050 мм, разрешение – 750 x 750 x 1600 DPI (в режиме самой высокой чёткости), а прочность на разрыв начинается от 25 МПа, что сравнимо с прочностью строительного бетона класса М300!

 

ColorJet Printing (CJP)

Единственная технология, позволяющая получить объект во всем диапазоне возможных цветов. Окрашивание происходит сразу во время построения! Эта технология дает возможность получить фотореалистичные объекты, поэтому она очень интересна дизайнерам, так как ее можно использовать в разработке декоративных моделей и дизайнерских прототипах.

Объекты, созданные при помощи цветной трехмерной печати, не отличаются жесткостью и поэтому не используются в качестве деталей механизмов. Еще одна особенность – объекты боятся воды, при контакте с влагой цвета тускнеют. Поэтому при выборе материала важно учитывать назначение предмета.

Уникальная технология CJP позволяет получить более 180 тыс. первоклассных цветов и создавать визуализации цветных высокоточных деталей для архитекутуры и градостроения, макетирования, музейного искусства, образования, медицины, дизайна и упаковки с нанесением логотипов и брендов, анимации и развлечений, картографии и геологии. Основана на скленивании гипсового композитного порошка.

 
Fused Deposition Modeling (FDM)  / Plastic Jet Printing (PJP)

Plastic Jet Printing (PJP) - метод быстрого прототипирования при котором материал добавляется послойно при построении модели. Система печати состоит из платформы построения, экструдеров и системы управления.

PJP - быстрый и недорогой метод, эффективный для моделирования, функциональого тестирования, мелкосерийного производства, проверки собираемости.

В авиации, машиностроении, производстве медицинских инструментов  и др. возможности PJP для быстрого моделирования, проверки функциональности и совместимости, производстве мелкосерийных партий, проявили себя наиболее ярко.

Использование инженерных термопластиков типа ABS и поликарбонатов, позволило PJP технологии стать одним из самых популярных методов, быстро воспризводящим сложную геометрию деталей, что часто бывает затруднительно в традиционной обработке типа  CNC machining — и очевидно более экономичным.Технология PJP позволяет изготавливать термопластичные детали непосредственно из 3D CAD файлов, исключая дополнительную инструментальную обработку.

Технология FDM печати заключается в следующем: выдавливающая головка с контролируемой температурой разогревает до полужидкого состояния нити из ABC пластика, воска или поликарбоната, и с высокой точностью подаёт полученный термопластичный моделирующий материал тонкими слоями на рабочую поверхность 3D принтера. Слои наносятся друг на друга, соединяются между собой и отвердевают, постепенно формируя готовое изделие.ировать и добавить что-нибудь интересное. Это легко.

Послойная печать расплавленной полимерной нитью – применяется для получения единичных изделий, приближенных по своим функциональным возможностям к серийным изделиям, а также для изготовления выплавляемых форм для литья металлов.

Direct Metal Printing (DMP)

Печать металлом напрямую из CAD файлов. Эта технология позволяет печатать металлические детали любой геометрии, что было невозможно с помощью традиционных технологий металлообарабтки, включая литье или штамповку.  Металлические детали, изготовленные с помощью этой технологии имеют равномерную плотность и прочность. Технология используется для изготовления деталей от прототипов до серийных (до  20,000 изделий)  

 

DMP - идеальная технология для авиакосмической и оборонной промышленности. Эта технология  позволяет производить  изделия небольших размеров с очень сложной геометрией без необходимости доополнительной металлообработки. Это позволяет кардинально изменить методы проектирования по сравнению с традиционными, полностью исключив металлообработку, штамповку и литье. Такой подход значительно ускоряет цикл производства и позволяет снизить вес изделий.