Типы 3D-принтеров: Полный список

3D-печать дает о себе знать во всех нишах, будь то образование или аэрокосмическая промышленность. Преимущества деталей, изготовленных с помощью 3D-печати, удивили всех.

Компании и предприятия осознают, что несет в себе эта технология, и стремятся сделать 3D-печать частью деятельности своей компании.

Начало этой инновационной технологии относится к 80-м годам, когда она называлась быстрым прототипированием, поскольку была направлена на создание прототипов, которые были дешевле и быстрее. Однако с тех пор мы прошли долгий путь.

Сегодня технология 3D-печати может быть модифицирована для превращения любой идеи в реальные объекты. С течением времени эта инновация совершенствуется и становится доступной для различных применений.

Известная также, как — аддитивное производство, 3D-печать сильно отличается от традиционных методов производства.

Вместо того, чтобы проходить через множество этапов, можно добиться еще более высоких результатов с помощью одной команды.

Как только вы создали чертеж и прошли процесс масштабирования, простая команда печати сделает все остальное.

Так какой же 3D-принтер лучше всего подходит для вас? Существует множество типов 3D-принтеров, из которых можно выбрать наиболее подходящий для ваших нужд.

Прежде чем приобрести принтер, нужно очень точно определить, что ему нужно.

Многие компании или частные лица тратят месяцы на изучение особенностей использования различных 3D-принтеров и на то, как они могут сделать выбор среди длинного списка.

Чтобы облегчить работу, вам нужно лишь узнать некоторые важные подробности о каждом из них, чтобы принять окончательное решение.

Стереолитография (SLA)

SLA работает по технологии, известной как фотополимеризация в ванне.

3D-принтер, построенный по этой технологии, использует источник света в виде проектора или лазера, который применяется для отверждения жидкой смолы для получения твердых пластиковых деталей.

Смола, используемая в 3D-печати SLA, представляет собой термореактивный материал, который реагирует на свет.

Когда на смолу воздействует свет нужной длины волны, молекулярные цепи соединяются вместе, образуя затвердевшие детали.

Существуют различные характеристики смолы в зависимости от необходимости создания деталей с различными механическими, тепловыми и оптическими свойствами.

Ранее технология SLA была ограничена монолитными промышленными установками.

Однако в 2011 году, когда компания Formlabs внедрила эту технологию, это вскоре вызвало потребность в 3D-печати высокого разрешения в виде настольной SLA.

Это не только расширило вертикали ее применения, но и сделало ее доступной для большого количества населения.

Вторая революция в области SLA-печати произошла, когда компания Formlabs выпустила второе поколение SLA-принтеров.

На этот раз 3D-принтеры, созданные на основе SLA-процесса, смогли производить широкий спектр деталей, пользуясь преимуществами медицинской промышленности и коммерческих компаний.

В этом году в 2022 году будут реализованы две новые версии: Form 3 и Form 3L от компании Formlabs.

Утверждается, что новая аппаратная установка подходит для все большего числа применений, обеспечивая лучшее качество печати и устойчивость.

Почему SLA?

3D-печать SLA используется для более широкого круга задач. Причина кроется в свойствах деталей, изготовленных с помощью SLA 3D-печати.

Изотропность:

Многие другие технологии 3D-печати, включая FDM, приводят к получению анизотропных деталей, что означает, что различные слои имеют разную прочность. Это ограничивает использование FDM для различных критических потребностей печати.

Однако с 3D-печатью SLA дело обстоит иначе. Поскольку детали печатаются слой за слоем, поддержание одинаковой прочности всех слоев становится сложной задачей.

SLA-печать преодолела эту проблему и, следовательно, стала одной из основных причин использования в различных областях применения.

Точность:

В таких отраслях, как медицина и другие, точность является ключом к наилучшим результатам.

Будь то создание зубных протезов или протезирование, необходима точная точность, чтобы обеспечить наилучший опыт для тех, кто в нем нуждается.

Данная технология обеспечивает наивысшую точность среди всех производственных процессов 3D-печати, используемых в коммерческих целях.

Гладкость:

Детали, напечатанные с помощью SLA 3D-печати, отличаются гладкостью и лучшим качеством по сравнению с деталями, изготовленными традиционными методами.

Компании, занимающиеся производством 3D-печати и требующие безупречной отделки, могут добиться того же с помощью SLA 3D-печати.

Детальная характеристика:

Если вы хотите создать детали с тонкими чертами и детальной четкостью, SLA 3D-печать — это ваш ответ.

В любой технологии 3D-печати ось z играет важную роль в определении разрешения деталей.

Чем меньше микрон, тем лучше разрешение. А в 3D-принтере SLA ось z может быть установлена на 25 микрон, в то время как в FDM она составляет 100 микрон.

Разнообразные характеристики материалов:

SLA 3D-печать позволяет печатать детали с различными физическими и механическими характеристиками.

Хотите ли вы получить деталь из керамики или стекла, хотите ли вы добиться твердости или мягкости — все это возможно с помощью SLA 3D-печати.

Преимущества SLA 3D-печати

В зависимости от ваших требований, вы можете выбрать между настольной версией SLA или той, которая используется для высокого промышленного производства. В то время как небольшая версия SLA 3D-принтера помогает обрабатывать вещи быстрее и проще, большие установки хороши для большого количества производств одновременно.

✔️ Сокращение расходов:

Вместо того чтобы передавать потребность в 3D-печати на аутсорсинг или использовать традиционные методы, установка одного принтера у вас дома значительно сократит расходы. Если объем работы высок, это еще более необходимо.

✔️ Минимальное время выполнения заказа:

Зачем ждать, пока кто-то другой доставит вашу деталь, если вы можете сделать это до того, как печать будет выполнена у вас.

Вы можете сократить время доставки и время печати, поставив свою работу на первое место.

Вы можете резко сократить время производства и создать несколько деталей за день, не беспокоясь о суматошных методах или зависимости от кого-то другого, чтобы доставить их вам.

✔️ Лучше всего подходит как для функциональных, так и для визуальных прототипов:

SLA 3D-печать способна с легкостью создавать как визуальные, так и функциональные прототипы.

Независимо от того, что для вас является приоритетом — производство отличной готовой детали или высокоустойчивой детали, SLA 3D-печать может с легкостью воплотить это в жизнь.

Цифровая обработка светом (DLP)

Цифровая обработка светом (DLP) похожа на SLA и основана на стереолитографии.

Технология 3D-печати отлично подходит для создания быстрых прототипов.

Хотя SLA и DLP звучат похоже, они имеют различия в работе.

В то время как SLA использует лазер, DLP работает с проекционным светом, который отверждает светочувствительную смолу для производства деталей и прототипов.

Когда свет проектора падает на смолу, изображение объекта высвечивается на всем участке смолы.

Сразу же слой экспонированной смолы затвердевает. Когда слой подготовлен, поверхность движется вниз, создавая второй слой.

Так продолжается до тех пор, пока не будет напечатана окончательная деталь.

После того как деталь напечатана, может потребоваться ручное вмешательство для последующей обработки.

Она может включать удаление вспомогательного материала, УФ-отверждение или химическую ванну.

Как и другие 3D-печатные машины, основанные на стереолитографии, DLP также производит детали с высоким разрешением.

Благодаря большому успеху в создании прототипов с более тонким разрешением и качеством обработки, DLP считается родственной SLA технологией.

Разница между DLP и SLA

Просто прочитав обзор, многие могут спутать DLP и SLA как похожие технологии.

Однако существуют различия, на которые следует обратить внимание при выборе между этими двумя технологиями.

Существует огромная разница в обрабатываемой детали при подготовке лазером, концентрирующимся на каждом слое за раз, по сравнению с получением плоского изображения с помощью проектора сразу при подготовке каждого слоя.

Работа DLP и SLA

В 3D-принтерах SLA есть два двигателя, установленные на оси X и Y, которые используются для наведения лазерного излучения, чтобы получить координаты для печати каждого слоя за один раз. Однако, когда речь идет о DLP 3D-принтерах, стекло цифрового проектора выполняет эту работу более простым способом.

Во время 3D-печати SLA дизайн разбивается на ряд линий и точек. В то время как при DLP 3D-печати дизайн разбивается на квадратные пиксели.

Скорость 3D-печати

Благодаря использованию цифрового проектора, DLP 3D-печать может обеспечить более быстрое время обработки по сравнению с SLA 3D-принтерами. Обычно это происходит в двух случаях.

Для полностью затвердевших деталей DLP 3D-печать может обеспечить быстрое время выполнения заказа.

Это происходит благодаря проектору, который помогает обнажить последующие слои быстрее, чем при использовании лазера. Другой случай — когда вы хотите напечатать небольшие отпечатки с мелкими деталями.

Только поменяв объектив проектора и используя узкий источник света для воздействия на меньшую площадь построения, можно получить более быстрый результат при использовании DLP по сравнению с SLA.

Качество печати

Качество печати по-прежнему лучше при использовании SLA. Поскольку разрешение изображения зависит от пикселей, при использовании DLP получение детальных тонких результатов ограничено.

В случае SLA это не так. Кроме того, качество поверхности лучше при использовании SLA. При DLP 3D-печати линии слоев более заметны по сравнению с SLA 3D-печатью.

Применение DLP

DLP используется для самых разных целей. Основываясь на свойствах с нормальной прочностью, которые в дальнейшем могут быть обработаны, а также настроены в соответствии с требованиями, DLP 3D-принтеры могут использоваться для печати прототипов, литья металлов или шаблонов для инжекционного моделирования.

Поскольку DLP подходит для больших деталей, при печати на DLP 3D-принтерах можно достичь длины до 2 метров.

Сферы применения принтера простираются от образования до производства и медицины.

Можно использовать эту технологию для реализации идей и ускоренного создания индивидуальных проектов.

Моделирование методом наплавленного осаждения (FDM)

В отличие от SLS и DLP, технология Fusion Deposition Modeling, сокращенно FDM, основана на технологии экструзии материала.

В этой технологии вместо отверждаемой фоточувствительной смолы используются нити. Расплавленный материал наносится слой за слоем.

Термопластичный полимер, доступный на рынке в виде нити, используется для печати объектов с помощью 3D-печати FDM.

Благодаря своей низкой стоимости и простоте в работе, 3D-принтеры FDM являются наиболее широко используемыми принтерами и часто первыми, с которыми знакомятся те, кто начинает работать с 3D-принтерами.

Работа с 3D-принтерами FDM

FDM работает совершенно иначе, чем SLA или DLP 3D-принтеры.

Он сравнительно проще в использовании и требует меньшего количества сложных настроек, если ставить его в один ряд с другими вариантами.

Загрузка филамента: Сначала в принтер загружается катушка нити (возможен выбор). Вскоре после того, как сопло достигает определенной температуры, чуть выше температуры плавления, нить проходит через экструзионную головку. В этом месте нить плавится и становится готовой к нанесению рисунка.

Формирование слоя: Тонкая нить расплавленной нити осаждается с различными поворотами вдоль осей X, Y и Z. Осаждение производится в заранее определенных местах. Не всегда, но иногда требуется охлаждающий вентилятор, чтобы расплавленная нить быстрее застывала.

Отделка детали: Каждый раз, когда устанавливается слой, поверхность сдвигается вниз, давая дорогу следующему слою. Иногда детали требуют вспомогательного материала (некоторые из них водорастворимы и растворяются, чтобы отделить деталь от него).

Особенности печатных деталей

3D-печать FDM является наиболее доступной и используется для различных конструкций. Однако есть некоторые особенности, которые делают ее нецелесообразной для высокоточных деталей и сложных геометрических конструкций.

Дифференциальное охлаждение

Детали FDM подвержены короблению. Коробление — это дефект, при котором детали, затвердевшие после осаждения, уменьшаются в размерах. Более того, изменение размеров происходит неравномерно по слоям и различным участкам. Это происходит потому, что каждая секция охлаждается со своей скоростью. Это происходит из-за дифференциального охлаждения и приводит к возникновению внутренних напряжений. Существуют способы решить проблему и избежать ее, увеличивая адгезию между платформой и контактирующей деталью и следя за разницей температур.

Анизотропный

В 3D-печати FDM очень важна адгезия слоев. Для этого при нанесении второго слоя первый слой повторно расплавляется, что способствует совмещению второго слоя с первым. Однако это также приводит к разнице в прочности слоев. Из-за этого 3D-печать FDM не подходит для большого количества приложений. При FDM 3D-печати прочность слоя всегда оказывается меньше, чем прочность самого материала.

Видимые слои

При 3D-печати FDM различные слои видны невооруженным глазом. Поэтому для сглаживания поверхности, а иногда и для других процессов, таких как отделение опорной структуры и т.д., требуется постобработка.

Застывание с использованием наполнителя

Обычно детали FDM, которые должны быть напечатаны полностью цельными, заполняются наполнителем вместо того, чтобы использовать для этого филамент. Это значительно снижает стоимость печати.

Опорная конструкция

Многие детали требуют опорной структуры, в основном те, которые имеют выступы. Это приводит к снижению качества поверхности и требует постобработки для удаления опорной структуры из конечной детали.

Преимущества FDM

Помимо перечисленных недостатков, FDM считается самым используемым 3D-принтером из-за преимуществ, которые он предоставляет.

•  FDM является наиболее экономичным вариантом, когда речь идет о печати 3D-деталей по чертежу.
• FDM может создавать индивидуальные детали и прототипы гораздо легче, чем другие процессы 3D-печати.
• Время выполнения заказа также очень низкое по сравнению с другими технологиями.
•  Вы можете использовать различные материалы и нити с различными характеристиками и применением.

Селективное лазерное спекание (SLS)

Селективное лазерное спекание, также известное как SLS, широко используется для печати функциональных и визуальных прототипов и является отличным решением для небольших производств.

Когда речь заходит о точности и согласованности механических свойств печатаемых деталей, SLS делает превосходную работу, даже оставляя SLA позади.

SLS предоставляет дизайнерам свободу в настройке дизайна и использовании его для различных целей.

Понимая ограничения технологии и используя ее должным образом, можно создавать лучшие альтернативы по сравнению с теми, которые печатаются с помощью других технологий.

Технология, основанная на сплавлении порошкового слоя. В этой технологии на порошковый слой воздействуют лазером, который измельчает частицы, формируя слои.

Каждый слой печатается за один раз, а следующий слой накладывается на предыдущий, что обеспечивает аддитивное производство.

Работа селективного лазерного спекания

Работа SLS сильно отличается от других технологий, рассмотренных выше. Для затвердевания частиц порошка используется CO2-лазер.

• Сначала температура бункера с порошком и зоны изготовления доводится до температуры плавления материала (используемого полимера). Нож для повторного нанесения наносит порошок слой за слоем на область построения.
• Каждый раз, когда полимер распределяется, через станину пропускается CO2-лазер для спекания частиц вместе, затвердевая каждый слой за один раз.
• После завершения каждого слоя станина перемещается вниз для печати следующего.
• При 3D-печати SLS требуется последующая обработка. Детали погружаются внутрь сыпучего порошка и затем очищаются с помощью сжатого воздуха или другими методами.

Характеристики деталей

SLS — одна из самых точных технологий 3D-печати, существующих на сегодняшний день.

При печати небольшими партиями можно использовать все преимущества технологии, задействуя весь объем доступной для печати площади поверхности.

Это объясняется тем, что время, необходимое для печати деталей заданной высоты, одинаково для одной или нескольких деталей, печатаемых за один раз.

Давайте проверим характеристики напечатанных деталей для понимания возможности их применения:

Прочность соединения: Прочность сцепления SLS очень высока, что означает, что адгезия слоев при 3D-печати SLS превосходна. Благодаря этому детали, напечатанные с помощью SLS 3D-печати, демонстрируют изотропные свойства. Детали также обладают высокой прочностью на растяжение, но при этом хрупкие. Это объясняется тем, что после завершения печати детали имеют внутреннюю пористость. Эта пористость также является причиной того, что эти детали благоприятны для горячей ванны. Таким образом, вы можете окрашивать их в любой цвет, который вам нравится.

Вероятность переспекания: Это может произойти, когда тепло сплавляет порошок вокруг детали. Это может привести к появлению неправильных деталей в конечной детали, например, отверстий и пазов. Однако это можно уменьшить или полностью исключить, выбрав правильный размер детали и подходящую толщину стенки. Поскольку чрезмерное спекание зависит от этих двух причин.

Усадка деталей: Как и SLA, детали SLS также подвержены усадке. После охлаждения, в соответствии с правилами термодинамики, размер уменьшается. Это также приводит к увеличению внутреннего напряжения, которое тянет детали вверх. Однако при проектировании можно учесть это ограничение, чтобы уменьшить его влияние.

Хорошо подходит для полых деталей: SLS можно эффективно использовать для печати полых деталей, поскольку она не требует опорных конструкций. Это также помогает снизить вес и стоимость печати деталей. Оставляя отверстия для выхода, можно удалить не спекшийся порошок, что облегчает очистку. Для достижения высокой жесткости можно отказаться от отверстий, оставив детали полностью цельными.

Преимущества SLS

3D-печать SLS имеет множество преимуществ, некоторые из основных перечислены ниже:

• Поскольку SLS 3D-печать создает изотропные детали, с помощью SLS 3D-печати можно легко создавать функциональные прототипы с высокой точностью.
• Для изготовления одной детали или нескольких деталей одинаковой высоты требуется одинаковое время. Следовательно, она отлично подходит для печати небольших партий.
• Она не требует опорной конструкции, что снижает потребность в используемом материале.
• Кроме того, SLS 3D-печать — отличный вариант для печати сложных геометрических конструкций.

Селективное лазерное плавление (SLM)

Как следует из названия, селективное лазерное плавление или SLM — это технология аддитивного производства, которая работает путем плавления металлического порошка, соединяющего слой за слоем.

Эта технология также относится к семейству технологий плавления порошкового слоя и работает так же, как и SLS.

Однако самое большое различие заключается в материале, используемом в случае SLM. SLM специально используется для металлов. Если вы хотите печатать детали из металла, вам следует выбрать SLM.

Технология работает по той же схеме и имеет те же основные рабочие этапы, что и SLS.

Одним из основных отличий является требование наличия опорной конструкции для нескольких деталей, особенно при использовании ручных принтеров, что не требуется при SLS.

В SLS, где вес материала не велик, окружающего порошка достаточно для обеспечения поддержки деталей, что невозможно в случае SLM 3D-печати.

Работа селективного лазерного плавления

При SLM присутствует камера для размещения металлического порошка. Этот металлический порошок наносится на поверхность сборки тонким слоем с помощью лезвия, известного как лезвие для нанесения покрытия.

Затем через слой порошка пропускается лазер, который селективно расплавляет металл, соединяющийся вместе и образующий слой.

После того как слой напечатан, поверхность перемещается вниз и аналогичным образом печатается следующий слой.

Для осуществления процесса 3D-печати SLM поддерживается контролируемая атмосфера.

После того как деталь полностью напечатана, ее удаляют с поверхности с помощью ленточной пилы. Затем удаляются опорные конструкции.

Иногда это может быть непросто, так как эти опорные конструкции изготавливаются из того же материала, обладающего той же прочностью, что делает этот процесс трудоемким.

Кроме того, по мере удаления деталей с поверхности пластины может возникнуть проблема с отделкой. Если вы хотите получить гладкую поверхность, то дополнительная обработка после обработки будет плюсом.

Селективное лазерное плавление — отличная альтернатива традиционному производству. Оно обладает множеством превосходных характеристик, которые делают этот процесс простым и выполнимым для большого количества применений.

Наряду с огромными преимуществами, которые дает SLM 3D-печать, существуют определенные ограничения, которые все еще не позволяют этой технологии попасть в руки каждого.

Применение SLM

Хотя применение SLM ограничено из-за имеющихся у него ограничений, существует довольно много отраслей, где 3D-печать SLM очень полезна.

SLM используется для изготовления имплантатов и печати медицинских компонентов.

Она используется для печати воздуховодов и различных других деталей для аэрокосмической промышленности. Автомобильная промышленность также получает пользу от прототипов, которые может напечатать SLM 3D-печать.

Существуют и другие способы применения SLM 3D-печати, и с ними постоянно проводятся эксперименты, чтобы понять их ценность и то, где они могут быть использованы в дальнейшем.

Электронно-лучевое плавление (EBM)

Эта технология 3D-печати, известная как электронно-лучевое плавление и сокращенно EBM, относится к семейству технологий порошкового наплавления. Технология используется для печати металлических деталей.

Как и в SLM, основной процесс печати остается тем же, с той лишь разницей, что для плавления металла вместо лазера используются электроны.

Работа электронно-лучевого плавления (EBM)

Как упоминалось ранее, EBM работает так же, как и SLM. Металлический порошок используется внутри контейнера, который затем распределяется по поверхности сборки в виде тонкого покрытия с помощью устройства для нанесения покрытия.

Они предварительно нагреваются и расплавляются с помощью электронных пучков для спекания частиц порошка вместе.

Это приводит к затвердеванию силового слоя, и поверхность сборки перемещается вниз для печати следующего слоя. Так происходит до тех пор, пока вся деталь не будет напечатана и готова.

Как и SLM, EBM также нуждается в огромной последующей обработке для получения готовой детали.

Деталь должна быть отсоединена от платформы и очищена, либо с помощью не спекшегося порошка, либо с помощью щетки. Поскольку для изготовления некоторых деталей EBM требуется опорная конструкция, ее также необходимо удалить после завершения печати.

Поскольку опорные детали изготавливаются из того же металла, это иногда становится трудоемким процессом.

Подробнее об электронных лучах

Единственное отличие, которое делает огромную разницу между работой EBM и SLM, — это использование источников энергии. В SLM для диффузии металла используется лазер, а в EBM — электронный луч.

Электроны — это электрически заряженные частицы, которые образуются при нагревании вольфрамовой нити в вакууме.

Эти частицы затем получают направление через электромагниты, которые падают на слой поверхности сборки и расплавляют частицы порошка для затвердевания слоя.

Причина, по которой нить нагревается в вакууме, заключается в том, чтобы избежать окисления металлов, которое может разрушить металл при контакте с кислородом.

Материал, используемый для 3D-печати EBM

Поскольку плавление электронов происходит с помощью электрических зарядов, необходимо использовать металлы с благоприятными свойствами, иначе плавление не произойдет вообще. Таким образом, с помощью EBM 3D-печати невозможно напечатать детали из керамики или пластика.

Что использовать: EBM или SLM?

Кроме источника энергии, все остается одинаковым для EBM 3D-печати и SLM 3D-печати.

Поэтому вопрос о том, какой из них выбрать, всегда является предметом дискуссии. Понимая преимущества и ограничения каждой технологии, можно сделать осознанный выбор.

Преимущества: Поскольку электронные пучки могут нагревать порошок в разных местах одновременно, это обеспечивает высокую скорость производства по сравнению с SLM 3D-печатью.

Кроме того, при использовании EBM значительно снижается потребность в поддерживающих конструкциях, поскольку процесс предварительного нагрева в EBM позволяет контролировать деформации. Таким образом, значительно снижается потребность в укреплении или поддержке.

Ограничения:

Поскольку диапазон электронов, когда они достигают порошка, намного шире, чем лазерный луч, точность всегда является ограничением. Поэтому точность, достигаемая с помощью SLM, превосходна и недостижима с помощью EBM.

Как SLM, так и EBM машины не могут печатать большие детали и очень дороги, что ограничивает использование обеих технологий в промышленности и у крупных производителей.

Кроме того, пост-обработка является проблемой для обеих технологий. Детали, изготовленные с помощью EBM, имеют песчаное литье и должны быть сглажены для достижения желаемых результатов.

Применение как EBM, так и SLM ограничено определенными нишами. Однако всегда ведутся переговоры о внедрении новых и более тонких методов для совершенствования работы этих технологий.

Производство ламинированных объектов (LOM)

Laminated Object Manufacturing также относится к семейству аддитивного производства, однако менее известен по сравнению с другими вариантами.

В отличие от других процессов, в LOM материал для сборки наслаивается друг на друга, при этом каждый слой скрепляется теплом и давлением, а затем разрезается до нужных размеров и формы с помощью углеродного лазера или лезвия.

Возможно, LOM не так популярен, как другие процессы аддитивного производства, однако это один из самых быстрых и доступных вариантов.

Работа технологии изготовления ламинированных объектов (LOM)

Как и в случае с другими процессами 3D-печати, работа начинается с получения файла CAD. Далее этот файл преобразуется в STL или 3DS путем масштабирования, чтобы принтер мог понять направления для печати.

LOM 3D-печать может использоваться для бумажных, пластиковых и металлических деталей. Принтер использует подающий ролик для протягивания листов материала к поверхности изготовления. Если в качестве материала используется бумага или пластик, они покрываются клеем.

Затем нагретый ролик проходит по поверхности изготовления и над листом материала, чтобы расплавить клей и сплавить листы вместе. Затем с помощью лазера вырезаются формы слоя в соответствии с желаемым дизайном.

После завершения слоя поверхность перемещается вниз, и следующий лист накладывается на предыдущий. Тот же процесс происходит после завершения каждого слоя, пока не будет закончена печать детали.

После того как деталь готова, ее снимают со сборочной платформы и передают на доводку. Это может включать удаление лишнего материала вручную.

Свойства деталей, созданных с помощью LOM

Хотя LOM не способен печатать детали с такой же точностью, как SLA или SLS, он по-прежнему полезен для многих целей. Он имеет определенные преимущества и ограничения, которые делают его совместимым с некоторыми приложениями и ограничивают его использование для других.

Возможность печати больших деталей: Поскольку LOM 3D печать не использует никаких химических реакций для осуществления процесса печати, детали могут быть напечатаны без необходимости использования каких-либо закрытых камер. Это означает, что с помощью Lamination Object Manufacturing можно печатать большие детали.

Недорого: В LOM используются недорогие и легкодоступные материалы. Обычный материал, используемый для печати с помощью LOM, облегчает работу с принтером.

Простота в эксплуатации: Работа с LOM проста по сравнению с работой с SLS или SLA или многими другими процессами аддитивного производства. Небольшое количество ноу-хау, необходимых для использования принтера, позволяет каждому легко освоить и работать с этой технологией 3D-печати.

Недостаточность для сложных конструкций: Невозможно создавать конструкции со сложными геометрическими требованиями. Следовательно, детали, изготовленные с помощью LOM, не обладают точностью тонкого покрытия.

Невозможность печати полых деталей: Детали, созданные с помощью LOM, не могут быть полыми изнутри. Технология может печатать только полностью цельные детали.

Только визуальные прототипы: С помощью LOM невозможно создать функциональные прототипы. Она может быть использована только для печати моделей для тестирования их дизайна и форм. Тем не менее, LOM 3D-печать может быть использована для печати паттернов для традиционного производства.

Струйная обработка связующего (BJ)

Технология Binder Jetting, сокращенно BJ, существует уже несколько лет, относительно недавно по сравнению с другими технологиями 3D-печати.

Эта технология основана на технологии порошкового слоя, однако в ней вместо источника энергии используется жидкое связующее вещество для скрепления частиц порошка вместе для формирования слоев.

Чаще всего, как известно, это сочетание SLS (обсуждалось ранее) и струйной печати материала (обсуждается далее в руководстве).

3D-принтер оснащен печатающей головкой, из которой струей вытекает жидкое связующее вещество, и именно поэтому этот метод называют похожим на струйную обработку материала.

Работа струйной подачи связующего (BJ)

3D-принтер Binder Jetting в основном состоит из нескольких или одного бункера для порошка (в зависимости от производителя), устройства для нанесения порошка, платформы для сборки, контейнера для материала и печатающих головок.

После подготовки файла SLT 3D-принтер BJ вступает в действие. Как и в случае SLS, первым шагом является заполнение бункера для порошка. Однако разница заключается в том, что во время всего процесса не используется тепло, в то время как при SLS порошок предварительно нагревается.

Порошковая машина используется для нанесения порошка слой за слоем. После нанесения каждого слоя на платформу жидкое связующее избирательно распыляется на порошок, связывая частицы вместе, образуя один слой.

Когда слой завершен, порошок снова распределяется по завершенному слою, и происходит тот же процесс связывания.

Жидкое связующее действует как клей, скрепляя частицы порошка вместе. Как только слой сформирован, платформа сдвигается вниз, освобождая место для следующего слоя.

Детали на некоторое время покрываются порошком, чтобы обеспечить поддержку детали.

Во время полимеризации частицы порошка, покрывающие деталь, служат структурной опорой для детали.

Позже детали выкапывают. Для этого используется сжатый воздух, чтобы очистить детали от порошка. После этого происходит последующая обработка.

Струйное нанесение связующего для металлов

Струйную обработку можно разделить на различные формы в зависимости от материала, используемого для печати. Для металлов используется так называемая струйная обработка металлических связующих.

Существует множество металлов, которые используются для печати деталей с помощью струйной печати.

Некоторые из наиболее используемых и широко востребованных: спеченная нержавеющая сталь, инфильтрованная бронза, спеченный сплав Инконель.

Для печати металлических деталей продолжается тот же процесс, о котором говорилось выше. И этот процесс может быть использован для подготовки высококлассных прототипов, которые стоят дешевле, чем SLS.

Однако из-за более слабых механических свойств детали, напечатанные с помощью струйной печати на связующем, должны пройти определенные методы последующей обработки.

Инфильтрация: После того как деталь вынимается из погруженного в воду порошка, оставленного для отверждения, она помещается в печь и нагревается для удаления связующего вещества. В процессе печати остается много отверстий. Чтобы заполнить эти отверстия и повысить механические свойства детали, отверстия заполняются металлами с низкой температурой плавления. Это повышает прочность и плотность деталей.

Спекание: Еще один способ повышения прочности и плотности, спекание — это один из обычно применяемых методов последующей обработки после неполного отверждения связующего. Для спекания детали помещают в печь и нагревают до относительно высоких температур по сравнению с процессом инфильтрации. Это запускает процесс спекания и повышает прочность детали.

Примечание: В дальнейшем другие методы последующей обработки могут применяться только после завершения любого из вышеперечисленных методов.

Струйное нанесение связующего на песок

С помощью струйной обработки песка можно получить высококачественные и сложные формы. Этот вид струйной формовки осуществляется с использованием песчаника или можно также использовать искусственный песок. Для печати полноцветных форм в качестве материала для печати используется ПММА.

Для печати цветных форм принтер BJ должен иметь несколько печатающих головок. Для этого сначала подается струя связующей жидкости, за которой следуют цветные капли.

Более того, в отличие от струйной печати металлическим связующим, для этого процесса не требуется последующая обработка, что делает его гораздо более экономичным и менее утомительным.

Плюсы и минусы струйной обработки связующего

Струйная обработка материалов (MJ)

Многие считают, что струйная обработка материалов, также известная как MJ, очень похожа на 2D-печать. Как и при струйной печати связующими материалами, печатающие головки являются частью принтеров для струйной печати материалами.

Они используются для дозирования печатных капель, которые застывают под воздействием ультрафиолетового света. Эти капли изготавливаются из материала фотосинтеза и выпускаются в жидкой форме.

Работа струйной обработки материалов

Струйная обработка материала заключается в обработке жидкой смолы и последующем запуске процесса печати.

• Для начала жидкая смола нагревается, чтобы достичь необходимой вязкости, благоприятной для печати. Она нагревается до температуры 30-60 градусов Цельсия.
• Эти капли наносятся на слой порошка с помощью печатающих головок. Для отверждения осажденного материала на поверхность сборки воздействуют источником ультрафиолетового света, в результате чего слой затвердевает.
• Это завершает формирование слоя, и платформа перемещается вниз, прокладывая путь для следующего слоя. Наносится слой порошка, после чего повторяется тот же процесс.

Так происходит до тех пор, пока деталь не будет полностью напечатана.

Свойства деталей после струйной печати

Струйная обработка материала позволяет получать наиболее точные детали, даже те, которые имеют высокую геометрическую сложность.

Цветная печать: С помощью нескольких печатающих головок можно получить детали разных цветов. Это также позволяет использовать различные материалы для одной и той же детали. Даже секции каждой детали могут быть напечатаны разными слоями.

Требование к опорной конструкции: Одной из причин, по которой струйная печать материалов не очень проста в обработке, является требование наличия опорной конструкции для каждой детали. Печать не может происходить без опорной структуры.

Доступны различные виды отделки поверхности: С помощью струйной обработки материалов можно печатать детали как с матовой, так и с гладкой поверхностью. Матовая поверхность имеет более высокую стоимость по сравнению с глянцевой.