6 rodzajów drukowania 3D, o których istnieniu nie wiedziałeś

---

Druk 3D znajduje zastosowanie w prawie wszystkich branżach, w tym w motoryzacji, budownictwie, stomatologii i jubilerstwie. Jednak na jakość Twoich wydruków 3D może mieć wpływ używana technologia drukowania 3D.

Istnieje wiele technologii drukowania 3D, których można użyć do tworzenia obiektów drukowanych w 3D. Typowe z nich to stereolitografia, selektywne spiekanie laserowe i modelowanie topionego osadzania.

W tym artykule omówiono rodzaje technologii druku 3D.

1. Stereolitografia (SLA)

Stereolitografia lub SLA to jedna z najwcześniejszych technologii drukowania 3D, która jest nadal w użyciu. Technologia wykorzystuje proces fotopolimeryzacji kadzi do tworzenia obiektów 3D.

W SLA obiekt powstaje poprzez wystawienie żywicy fotopolimerowej na działanie światła, zwykle światła UV. Proces polega na skierowaniu wiązki laserowej na zbiornik (kadź) ciekłego fotopolimeru, selektywne utwardzanie i utwardzanie go oraz budowanie jednej warstwy na raz.

Części drukowane przy użyciu tej technologii są zwykle dokładne wymiarowo i mają gładkie wykończenie powierzchni, chociaż zawierają struktury nośne. SLA jest stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i medycznym, żeby wymienić tylko kilka.

2. Selektywne spiekanie laserowe (SLS)

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) to rodzaj technologii druku 3D opartej na procesie stapiania łoża proszkowego. Ta technologia ma głównie charakter przemysłowy i jest idealna dla złożonych geometrii, w tym elementów negatywowych i wewnętrznych, podcięć i cienkich ścian.

Spiekanie to proces wytwarzania stałej masy materiału przez podgrzanie go, ale nie do punktu topnienia. Źródłem ciepła jest potężny laser używany do spiekania sproszkowanych termoplastów w celu utworzenia funkcjonalnych części. Powszechnie używanym materiałem w SLS jest nylon.

Zarówno SLS, jak i SLA oparte są na procesie stapiania łoża proszkowego i mają podobny sposób działania. Ale w przeciwieństwie do SLA, SLS nie wymaga konstrukcji wsporczych, ponieważ obrabiany przedmiot jest otoczony niespiekanym proszkiem. Ponadto części SLA są ogólnie twardsze niż SLA i mają bardziej chropowate wykończenie powierzchni niż te drugie.

3. Modelowanie osadzania topionego (FDM)

FDM, czasami określany jako Fused Filament Fabrication (FFF), to popularna technologia druku 3D, która wykorzystuje proces wytłaczania materiału. Technologia ta jest jedną z najbardziej opłacalnych metod wytwarzania niestandardowych części i prototypów z tworzyw termoplastycznych.

Drukarka FDM tworzy obiekty poprzez nakładanie warstw stopionych tworzyw termoplastycznych za pomocą ruchomej, podgrzewanej dyszy na platformę roboczą, gdzie chłodzi się i zestala. Choć zwykle funkcjonalne, gotowe przedmioty mają zwykle szorstkie wykończenie powierzchni i wymagają dodatkowej obróbki i wykańczania.

FDM to jedna z najczęściej stosowanych technologii w modelach domowych drukarek biurkowych. Na przykład możesz użyj drukarki FDM do drukowania miniatur stołowych w domu.

FDM to jedna z nielicznych technologii druku 3D, która wykorzystuje produkcyjne tworzywa termoplastyczne do drukowania części o doskonałych właściwościach termicznych, chemicznych i mechanicznych. Stosowane włókna termoplastyczne obejmują politereftalan etylenu (PET), kwas polimlekowy (PLA) i akrylonitryl-butadien-styren (ABS). Typowe zastosowania FDM obejmują drukowanie budynków 3D i tworzenie deserów 3D.

Metal Binder Jetting (MBJ) to technologia druku 3D, która wykorzystuje proces nakładania spoiwa do wytwarzania metalowych przedmiotów. Natryskiwanie spoiwa tworzy obiekty poprzez selektywne nakładanie spoiwa na złoże materiału sproszkowanego.

W MBJ spoiwo jest nakładane przez głowice drukujące na łoże proszku metalowego, tworząc przedmioty o złożonej geometrii. Środek wiążący „skleja” proszek metalowy w obrębie i pomiędzy warstwami.

Aby utworzyć obiekt, warstwy są nakładane jedna na drugą, aż żądany obiekt będzie gotowy. Gdy to się zakończy, będziesz musiał wdrożyć techniki przetwarzania końcowego, takie jak spiekanie lub infiltracja, aby wyprodukować funkcjonalne metalowe przedmioty.

Technologię tę można stosować z różnymi materiałami (kompozytami piaskowymi, proszkami ceramicznymi i akrylem), pod warunkiem, że spoiwo skutecznie je połączy. Binder Jetting umożliwia również dodanie kolorowych pigmentów do spoiwa w celu uzyskania części do druku w pełnym kolorze.

Czyszczenie metalu spoiwem jest procesem szybkim. Tworzy jednak części o ziarnistym wykończeniu powierzchni, które nie zawsze nadają się do części konstrukcyjnych. Z tego powodu technologia jest idealna do drukowania 3D metalu i taniej produkcji seryjnej funkcjonalnych części metalowych.

5. Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)

Digital Light Processing lub DLP to technika polimeryzacji w kadzi. Technologia druku 3D współpracuje z polimerami i jest bardzo podobna do SLA. Obie technologie tworzą części warstwa po warstwie przy użyciu światła do selektywnego utwardzania ciekłej żywicy w kadzi.

Po wydrukowaniu części musisz oczyścić je z nadmiaru żywicy i wystawić na działanie źródła światła, aby poprawić ich wytrzymałość. Podobnie jak SLA, DLP może być używany do tworzenia części z wysoką dokładnością wymiarową.

Obie technologie mają również podobne wymagania dotyczące konstrukcji wsporczych i przetwarzania końcowego. Ich główną różnicą jest źródło światła; DLP wykorzystuje bardziej konwencjonalne źródła światła, takie jak lampy łukowe.

DLP może również pracować z niewielką ilością żywicy, aby produkować dokładne części, oszczędzając na materiałach i kosztach eksploatacji. Czasami jednak wydruki 3D zawodzą. Dobrą wiadomością jest to, że zawsze możesz recykling nieudanych wydruków 3D.

Zarówno DMLS, jak i SLM są podobne do SLS, z wyjątkiem tego, że te technologie wykorzystują proszek metalu zamiast plastiku do tworzenia części. W procesie wykorzystuje się laser do topienia cząstek proszku metalu, łącząc je warstwa po warstwie. Typowe stosowane materiały to miedź, stopy tytanu i stopy aluminium.

W przeciwieństwie do SLS, zarówno DMLS, jak i SLM wymagają struktur nośnych ze względu na wysokie temperatury wymagane podczas procesu. Możesz usunąć struktury wspierające podczas przetwarzania końcowego.

Ponadto produkty końcowe zarówno SLM, jak i DMLS są zwykle mocniejsze i mają doskonałe wykończenie powierzchni. Jedną zauważalną różnicą jest to, że DMLS podgrzewa cząstki metalu tylko do punktu stopienia, podczas gdy SLM całkowicie je topi. Kolejną różnicą jest to, że DMLS może formować części ze stopów metali, podczas gdy SLM wytwarza części z pojedynczych elementów, takie jak tytan.

Jaka jest najlepsza technologia druku 3D dla Twojego projektu?

Przy wyborze technologii druku 3D należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym wymagane właściwości materiałowe, wizualne lub fizyczne końcowego obiektu oraz funkcjonalność.

Każda technologia druku 3d ma swoje mocne i słabe strony, które sprawiają, że lepiej nadaje się do konkretnych projektów.

Najczęściej stosowanymi technologiami druku 3D są stereolitografia (SLA), selektywne spiekanie laserowe (SLS) i Fused Deposition Modeling (FDM). W tym artykule omówiono różne rodzaje dostępnych technologii druku 3D, aby pomóc Ci wybrać technikę, która najlepiej odpowiada Twoim wymaganiom.

8 błędów w druku 3D, których należy unikać, aby uzyskać lepszy wydruk

Czytaj dalej

O autorze