Aditívna výroba (niekedy nazývaná aj rýchle prototypovanie alebo 3D tlač) je výrobná metóda, ktorá vytvára pevné objekty stavaním vrstiev materiálu. Aj keď existuje veľa rôznych techník 3D tlače, tento článok sa zameria na všeobecný proces od návrhu až po finálnu časť. Či už je konečná časť rýchly prototyp alebo konečná funkčná časť, celkový proces zostáva rovnaký.
Aditívny výrobný proces
1. Počítačom podporovaný dizajn
Vytvorenie digitálneho modelu je prvým krokom v procese aditívnej výroby. Najbežnejšou metódou na vytváranie digitálnych modelov je počítačom podporovaný dizajn (CAD). Existuje široká škála bezplatných a profesionálnych CAD programov kompatibilných s aditívnou výrobou. Reverzné inžinierstvo možno použiť aj na generovanie digitálnych modelov z 3D skenovania.
Pri navrhovaní aditívnej výroby je potrebné zhodnotiť niekoľko konštrukčných aspektov. Tieto sa zvyčajne zameriavajú na obmedzenia geometrie prvkov na podporu alebo požiadavky na únikové diery a líšia sa podľa technológie.
2. Konverzia STL a manipulácia so súbormi
Na rozdiel od tradičných výrobných metód je kritickým štádiom procesu aditívnej výroby potreba konvertovať modely CAD do súborov STL. STL používa trojuholníky na opis povrchu objektu. Existuje niekoľko obmedzení modelu, ktoré by sa mali zvážiť pred konverziou modelu na súbor STL, vrátane fyzickej veľkosti, vodotesnosti a počtu polygónov.
Po vygenerovaní súboru STL sa súbor importuje do výrezu. Tento program konvertuje súbory STL na kód g. g-code je programovací jazyk Numerical Control (NC). Používa sa v počítačom podporovanej výrobe (CAM) na riadenie automatizovaných obrábacích strojov (vrátane CNC strojov a 3D tlačiarní). Slicer tiež umožňuje dizajnérom prispôsobiť parametre zostavy vrátane podpory, výšky vrstvy a orientácie dielu.
3. 3D tlač
3D tlačiarne sa často skladajú z mnohých malých a zložitých častí, takže správna údržba a kalibrácia sú rozhodujúce pre výrobu presných výtlačkov. V tejto fáze sa do tlačiarne vloží aj tlačový materiál. Suroviny používané pri aditívnej výrobe majú často obmedzenú trvanlivosť a vyžadujú si starostlivé zaobchádzanie. Zatiaľ čo niektoré procesy sú schopné recyklovať prebytočný tlačový materiál, opätovné použitie môže viesť k degradácii materiálu, ak sa pravidelne nevymieňa.
Väčšina strojov na aditívnu výrobu nemusí byť po začatí tlače monitorovaná. Stroje sa budú riadiť automatizovaným procesom a problémy zvyčajne nastanú len vtedy, keď sa stroju minie materiál alebo sa pokazí softvér.
4. Spracovanie 3D tlačených produktov
Pri niektorých aditívnych výrobných technikách je odstránenie výtlačku také jednoduché ako odpojenie vytlačeného dielu od montážnej platformy. Pre iné, priemyselnejšie metódy 3D tlače je odstraňovanie výtlačku vysoko technický proces zahŕňajúci presnú extrakciu výtlačku, zatiaľ čo je ešte zabalený v stavebnom materiáli alebo pripevnený k montážnej doske. Tieto metódy vyžadujú zložité postupy odstraňovania a vysoko kvalifikovanú obsluhu strojov, ako aj bezpečnostné vybavenie a kontrolované prostredie.
5. Následné spracovanie
Postupy následného spracovania sa tiež líšia v závislosti od technológie tlačiarne. SLA vyžadujú, aby sa komponenty pred spracovaním vytvrdili pod UV svetlom, kovové diely často vyžadujú uvoľnenie napätia v peci a diely FDM sa môžu spracovať okamžite. Nosiče vytlačené podpornými tlačovými technikami sa tiež odstránia vo fáze následného spracovania. Väčšinu materiálov pre 3D tlač je možné brúsiť a na prípravu výtlačkov na konečné použitie sa používajú ďalšie techniky následného spracovania vrátane omieľania, čistenia vysokotlakovým vzduchom, leštenia a tónovania.
