Основные методы и виды 3D печати

10 872
rihhansu
31 января 2018
  • 100
Первый 3D принтер был представлен свету три десятка лет тому назад, в далёком 1984 году. Автором этой чудо-техники был ЧакХалл, являющийся основателем одной из крупнейших в мире компаний «3-D Systems», лидером в области создания 3D принтеров. С тех лет технологии претерпели кардинального изменения, что привело к увеличению возможностей аппаратов. На сегодня 3D принтеры печатают любые объекты из необходимого материала. Размер создаваемого объекта ограничивается только рабочей поверхностью самого принтера. Детали больших проектов необходимо соединять при помощи специального суперклея.

На сегодня 3D принтеры печатают любые объекты из необходимого материала

Общие сведения о 3D принтере
3D печать – это технология создания объёмного физического объекта при помощи цифровой 3D модели, полученной в результате сканирования или работы в 3D программах.
3D принтер – это устройство для послойного создания макета посредством использования компьютерной 3D модели.
Преимущества 3D печати:
- воссоздание точной копии желаемого объекта.
- быстрая скорость печати (1,2 см/сек)
- экономный расход материалов
- возможность создавать необходимое количество одинаковых объектов
- длительное и удобное хранение используемых материалов
- большой ассортимент используемых материалов
- автономный процесс создания объёмного объекта.
Технологии печати.
Подключение принтера происходит непосредственно к компьютеру, содержащему в себе заданный 3D объект, подготовленный заранее в специализированной программе. Работа принтера начинается непосредственно после подачи команды «печать». Процесс воссоздания объекта происходит с высоким разрешением используя практически полную цветовую палитру.
На сегодняшний день, существует множество исходных материалов для объёмной печати, которые могут быть представлены в виде песка, металла, бумаги, шоколада, воска и так далее.
Наибольшее распространение в применении получило всего 5 технологий, которые и рассмотрим более подробно.

3D печать – это технология создания объёмного физического объекта при помощи цифровой 3D модели, полученной в результате сканирования или работы в 3D программах

SLA технология — лазерная стереолитография.
Принцип работы этой технологии заключается в воздействии лазера, УФ или ИК на фотополимер (жидкость). В результате чего, жидкость преобразуется в достаточно твёрдый пластик.
Сверху в полимер зануривается на заданной платформе, далее луч проходит по слою жидкости под платформой, что приводит к затвердению и прилипанию его к платформе, таким образом, происходит создание одного слоя. В результате повторения такой процедуры множество раз образуется необходимый макет.
К основным достоинствам такой печати относятся:
-точность
- скорость печати
- минимальный процент возникновения технических сбоёв, таких как перегрев, отслаивание, сбой работы головки, отлипание, отслаивание углов.
К недостаткам относятся:
- высокая стоимость
- небольшая цветовая палитра
- невысокая физическая прочность готового изделия.

Принцип работы этой технологии заключается в воздействии лазера, УФ или ИК на фотополимер (жидкость)

SLS– селективное лазерное спекание.
Технологический процесс образования модели очень близок по принципу работы с предыдущим. Основным различием является отсутствие возможного самостоятельного распределения порошка. Поэтому данную задачу выполняет специальный валик, который равномерно распределяет порошок по поверхности объекта.
Основной принцип работы заключается в распылении разноцветного отвердителя на тонкий слой мелкодисперсного порошка в заданные участки. Такая процедура повторяется множество раз, и в результате образуется необходимый элемент. Следует заметить, что слои настолько тонкие, что под ними видны предыдущие. В результате увеличения количества слоёв дно ёмкости постепенно опускается вниз. Время получения готового изделия напрямую зависит от сложности исполнения самого объекта.
По окончании рабочего процесса, готовую модель аккуратно извлекают из композита и перемещают в кабинку для очистки от порошка посредством щёток и воздушного потока из компрессора. По окончании очистки необходимо произвести пропитку предмета специальным суперклеем. Следует заметить, что остаточный порошок будет повторно использован для создания последующей модели. В результате чего можно сделать выводы о безотходном производстве материала.

Основной принцип работы заключается в распылении разноцветного отвердителя на тонкий слой мелкодисперсного порошка в заданные участки

MJM — метод наплавления
В этом методе светоотверждение полимера осуществляется посредством влияния ультрафиолетовой вспышки. Расплавленный акриловый фотополимер (пластик) наносится на печатающую платформу при помощи головки. На этой платформе пластик поддаётся засвечиванию галогеновой лампой, в результате чего происходит затвердение материала. Процедура повторяется множество раз для достижения необходимого результата. Важной деталью является поддержание выступающих или нависающих частей, которое осуществляется при помощи бытового воска. Этот материал наноситься одновременно с полимером и удаляется в результате нагревания в печи, при этом, не оставляя следов.

В этом методе светоотверждение полимера осуществляется посредством влияния ультрафиолетовой вспышки

DLP —технология наплавления
DLP достаточно похожа по своему технологическому процессу на MJM . Явным отличием является воздействие проектора обычным световым потоком на модель для получения отверждения полимера.Фотополимер доливается в кювету по мере его расходования. Во время процесса печати аппарат закрывается, во избежание засветки модели.
Выступающие части также поддерживаются при помощи использования воска. Технология удаления которого — такая же.

Устройство DLP-проектора


FDM — послойная укладка полимера.
FDM — это творение струйных технологий. При использовании этой технологии работа принтера происходит непосредственно от пластиковых катушек, заправленных в экструдер. Основным принципом работы является расплавление пластикового прута, формирование из него капли и нанесение её на движущуюся платформу в заданном месте.
Подобные принтеры были давно известны и в результате этого претерпели некоторых изменений в отношении расширения цветовой палитры. На сегодня существует 3 вида принтеров: CubeX, CubeXDuo, CubeXTrio.
Образцы моделей по этой технологии являются достаточно прочными, не подвергающимися деформации от физического воздействия человека.
Основные достоинства:
- доступность расходных материалов (пластик, скотч)
- достойный ассортимент цветовой палитры
- понятные технологические процессы

Основной принцип работы методом FDM

Виды пластиков
Наибольшую популярность получили 2 вида пластика — ABS и PLA.
ABS — беспросветный ударопрочный термопластичный материал, используемый для печати простых прототипов. Свою популярность приобрёл благодаря низкой температуре стеклования. Одновременно с этим данная модель имеет высокий порог нагрева при использовании в бытовых условиях. Этот материал легко поддаётся постобработке, отлично полируется парами ацетона. Главным недостатком является термоусадка.
PLA — органический пластик, имеющий низкую температуру плавления и высокие технические характеристики относительно удержания формы модели в процессе печати. Отличительными характеристиками является короткий срок эксплуатации, невозможность осуществления полировки ацетоном.
Наибольшую популярность получили 2 вида пластика — ABS и PLA
На сегодняшний день, существуют принтеры с множеством печатающих головок, подключённых к ёмкостям с различными материалами для изготовления одного макета (пластик, резина, песок и так далее). Непосредственно в процессе печати происходит нанесение полимера на макет с последующей его мгновенной засветкой.

Расходные материалы для 3d печати можете найти на сайте компании REC.

В заключение следует отметить, что с каждым днём технологии 3D печати усовершенствуются и становятся более доступными для использования в средней и малой промышленности, таким образом, обеспечивая экономию времени и средств на изготовление макетов новой продукции.




Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.