3D tlač sa najčastejšie používa na prototypovanie a jej schopnosť rýchlo vyrábať jednotlivé diely umožňuje rýchle overenie nápadov a úsporu nákladov. Najbežnejšie technológie 3D tlače sú SLA, DLP a FDM, ale nielen tieto typy technológií. O zavedení a princípe fungovania týchto technológií 3D tlače sa bude diskutovať nižšie.
Stereo litografia (SLA)
Stereolitografia (SLA) je pôvodný priemyselný proces 3D tlače. SLA tlačiarne sú dobré pri výrobe dielov s vysokými detailmi, hladkou povrchovou úpravou a úzkymi toleranciami. Kvalitná povrchová úprava dielov SLA nielen krásne vyzerá, ale prispieva aj k funkcii dielu – napríklad testovanie montáže. Je široko používaný v lekárskom priemysle a bežné aplikácie zahŕňajú anatomické modely a mikrofluidiky.
Princíp: Stereolitografia je počítač, ktorý riadi laserový lúč a využíva konštrukčné údaje poskytnuté systémom CAD na tuhnutie tekutej fotocitlivej živice vrstvu po vrstve. Táto metóda spájania vrstva po vrstve má kombinovať rovinný pohyb lasera s platformou. Vertikálny pohyb je kombinovaný a vytvára trojrozmerný objekt.
Selektívne laserové spekanie (SLS)
Selektívne laserové spekanie (SLS) roztaví prášky na báze nylonu do pevných plastov. Keďže diely SLS sú vyrobené zo skutočných termoplastických materiálov, sú odolné, vhodné na funkčné testovanie a môžu podporovať živé pánty a západky. V porovnaní s SL sú diely pevnejšie, ale povrchová úprava je drsnejšia. SLS nevyžaduje podpornú štruktúru, takže celú platformu zostavovania možno použiť na vkladanie viacerých dielov do jednej zostavy, vďaka čomu je vhodná pre vyšší počet dielov ako iné procesy 3D tlače. Mnoho dielov SLS sa používa na prototypovanie a jedného dňa budú vstrekované.
Princíp: Laserový lúč je selektívne spekaný podľa informácie o vrstvenej časti pod kontrolou počítača. Po dokončení jednej vrstvy sa ďalšia vrstva speká. Po dokončení celého spekania sa nadbytočný prášok odstráni a možno získať spekaný diel.
Technológia atramentovej tlače (PolyJet)
PolyJet je ďalší proces plastovej 3D tlače, ale je tu bod zlomu. Dokáže vyrábať diely s rôznymi vlastnosťami, ako je farba a materiál. Dizajnéri môžu túto technológiu použiť na výrobu prototypov elastomérov alebo nalisovaných dielov. Ak je váš dizajn z jedného pevného plastu, odporúčame vám držať sa SL alebo SLS – je to ekonomickejšie. Ak však vyrábate prototypy pre prelisovanie alebo dizajny zo silikónovej gumy, PolyJet vás môže ušetriť od investícií do nástrojov na začiatku vývojového cyklu. To vám môže pomôcť rýchlejšie opakovať a overiť váš návrh a ušetriť peniaze.
Princíp: Každá vrstva fotosenzitívneho polymérneho materiálu je ihneď po nastriekaní stuhnutá ultrafialovým svetlom, aby sa vytvoril úplne stuhnutý model, ktorý je možné ihneď prepravovať a použiť bez následného stuhnutia. Gélovitý nosný materiál špeciálne navrhnutý na podporu zložitých geometrií možno ľahko odstrániť rukou alebo striekaním vody.
Digitálne spracovanie svetla (DLP)
Digitálne spracovanie svetla je podobné ako SLA, pretože používa svetlo na vytvrdzovanie tekutej živice. Hlavný rozdiel medzi týmito dvoma technológiami je v tom, že DLP používa obrazovku digitálneho svetelného projektora, zatiaľ čo SLA používa ultrafialový laser. To znamená, že 3D tlačiarne DLP dokážu zobraziť celú vrstvu zostavy naraz, čím sa zvýši rýchlosť zostavovania. Hoci sa často používa na rýchle prototypovanie, vyššia priepustnosť tlače DLP ho robí vhodným pre malosériovú výrobu plastových dielov.
Princíp: Princípom je prejsť svetelný zdroj vyžarovaný svetlom cez kondenzačnú šošovku, aby sa svetlo zhomogenizovalo, a potom prejsť farebným kolieskom (Color Wheel), aby sa svetlo rozdelilo na tri farby RGB (alebo viac farieb), a potom sa premieta. farba na šošovke Na DND sa obraz nakoniec premieta cez projekčnú šošovku.
Viacprúdové tavenie (MJF)
Podobne ako SLS, aj Multi Jet Fusion používa na výrobu funkčných častí nylonový prášok. Namiesto použitia lasera na spekanie prášku, MJF používa atramentové pole na nanášanie taviva na nylonové práškové lôžko. Vyhrievacie teleso potom prechádza lôžkami, aby spojilo každú vrstvu. Výsledkom sú konzistentnejšie mechanické vlastnosti a lepšia povrchová úprava v porovnaní s SLS. Ďalšou výhodou procesu MJF je zrýchlenie času výstavby, čím sa znížia výrobné náklady.
Princíp: Spôsob, akým táto technológia funguje, je veľmi zaujímavý: najskôr rozotrieť vrstvu prášku, potom nastriekať tavidlo a zároveň nastriekať detailingový prostriedok, aby sa zabezpečila jemnosť okrajov tlačeného objektu a potom ho znova naniesť Zdroj tepla . Táto vrstva je dokončená. A tak ďalej, kým nie je 3D objekt dokončený.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) je bežná stolná technológia 3D tlače plastových dielov. Funkciou tlačiarne FDM je vytláčanie plastového vlákna vrstvu po vrstve na stavebnú platformu. Ide o cenovo výhodný a rýchly spôsob vytvárania fyzických modelov. V niektorých prípadoch možno FDM použiť na funkčné testovanie, ale technológia je obmedzená z dôvodu pomerne drsnej povrchovej úpravy a nedostatočnej pevnosti dielov.
Princíp: Proces FDM taví a vytláča plastový drôt cez vysokoteplotnú trysku. Drôt sa hromadí, chladí a tuhne na platforme alebo spracovanom produkte a entita sa hromadí vrstva po vrstve.
Priame laserové spekanie kovov (DMLS)
Kovová 3D tlač otvára nové možnosti pre dizajn kovových dielov. Bežne sa používa na redukciu kovových, viaczložkových komponentov na jednotlivé komponenty alebo ľahké komponenty s vnútornými kanálmi alebo dutými prvkami. DMLS možno použiť na prototypovanie a výrobu, pretože hustota dielov je taká hustá ako diely vyrábané tradičnými metódami výroby kovov, ako je obrábanie alebo odlievanie. Vytváranie kovových dielov so zložitými geometriami ho robí vhodným aj pre medicínske aplikácie, kde dizajn dielov musí napodobňovať organické štruktúry.
Princíp: Kovová matrica sa čiastočne roztaví pomocou vysokoenergetického laserového lúča a riadi sa údajmi 3D modelu, pričom sa práškové kovové materiály spekajú a tuhnú a automaticky sa ukladajú vrstva po vrstve, aby sa vytvorili husté geometrické pevné časti.
Tavenie elektrónovým lúčom (EBM)
Tavenie elektrónovým lúčom je ďalšou technológiou 3D tlače kovov, ktorá využíva elektrónový lúč riadený elektromagnetickou cievkou na roztavenie kovového prášku. Počas procesu zostavovania sa tlačové lôžko zahreje a umiestni do vákuového stavu. Teplota, na ktorú sa materiál zahrieva, je určená použitým materiálom.
Princíp: Importujte údaje trojrozmerného pevného modelu dielu do zariadenia EBM a potom položte tenkú vrstvu jemného kovového prášku do pracovnej kabíny zariadenia EBM a použite energiu s vysokou hustotou generovanú v ohnisku po vysokoenergetický elektrónový lúč je vychýlený a zaostrený. Naskenovaná vrstva kovového prášku generuje teplotu v malej lokálnej oblasti, čo spôsobuje roztavenie kovových častíc. Nepretržité skenovanie elektrónového lúča spôsobí, že sa malé kovové roztavené bazény spoja a stuhnú a spoja, aby vytvorili lineárnu a rovinnú kovovú vrstvu.