Технологии 3D печати
Современная 3D-печать – это высокоточный и функциональный инструмент, с помощью которого можно добиваться невероятный результатов, производя изделия для различных сфер нашей жизни. Технология постоянно развивается, на рынке появляется огромное количество 3D-принтеров, различных пластиков и методов их наплавления.
Сегодня 3D-печать используется в медицине, авиастроении, производстве электроники, архитектуре, образовании и других отраслях. Она позволяет создавать прототипы, модели, инструменты, запчасти и даже одежду. 3D-принтеры могут использовать различные материалы, такие как пластик, металл, керамика и даже еда. Новые технологии, такие как многоцветная печать и печать многих материалов одновременно, становятся все более доступными. Будущее 3D-печати выглядит очень светлым, и она становится все более важным инструментом в современном мире.
Одна из главных преимуществ 3D-печати — возможность создания индивидуальных изделий и малых серий. Это особенно актуально для производства уникальных деталей или предметов, которые невозможно найти в магазинах. 3D-печать также может быть использована для быстрого производства прототипов и тестирования новых продуктов. Это позволяет экономить время и деньги, а также ускорять процесс разработки. Современная 3D-печать открывает перед нами огромные возможности для креативного процесса и производства уникальных изделий.
На дворе 2023 год, и технология 3D-принтинга развивается семимильными шагами, если не десятимильными. Такой принтер можно встретить не только на производстве, но и дома у товарища, а кто-то затаривается ими про запас, мало ли на всех не хватит 🙂 .
Виды 3D печати
- — послойное направление (FDM и FFF) — самый популярный из всех;
- — фотополимерный метод печати (SLA, LCD, DLP);
- — селективное лазерное спекание (технология SLS);
- — селективное лазерное сплавление (технология SLM);
- — многоструйное моделирование (технология MJM).
Различия между способами выражаются в типах используемых материалов и особенностях нанесения.
Основные технологии 3D печати
FDM печать или послойное напыление
Если грубо, то это умный клей-пистолет, а если более научно, то FDM-печать -это процесс послойного напыления термопластичного пластика, который плавится и подается в жидком виде,через печатную головку на основу.
Плюсы:
- Высокая точность печати
- Дешевизна производства
- Доступность и разнообразие материалов
- Относительная скорость печати
- Можно печатать разными цветами одно изделие
- Доступность оборудования и простота использования
Минусы:
- Слоистое строение модели
- За раз печатаем только одну модель
- Не самая высокая поперечная прочность
- Под разные материалы требуются разные принтеры
Данный тип 3D-принтера в основном применяется для моделирования, так как от цифры до реальной модели вас отделяет пара кнопок. И основная причина — низкая себестоимость, что позволяет играться с формой и доводить ее до идеала методом проб и ошибок. Так же этот вид принтеров весьма популярен в домашнем использовании, так как способен заменить «1000 мелочей» и AliExpres, без лишних звонков и переплат за отправку товара.
SLA, LCD, DLp или фотополимерная печать
Основная фишка данного способа в том, что вместо пластиковой нити используют жидкую полимерную смолу, которая становится твердой от источника света, таким образом послойно формируется модель.
- SLA — воздействие лазером через систему зеркал
- DLP — засвет цифровым проектором
- LCD — подача света лампой через LED, дисплей. Да, да гребаный телек даже здесь достал)
Кстати именно этот способ занял лидирующие позиции, за счет высокого разрешения печати, простоты конструкции и производительности. Как всегда экран решает). Таким образом можно за раз печать много моделей разной формы без головной боли и фермы принтеров.
Плюсы
- Скорость печати
- За раз можно печать много
- Качество и точность печати
- Смола разная, а устройство одно
Минусы
- Стоимость сырья
- Пост обработка(промывка в спирте и сушка ультрафиолетом)
- Печать в одном цвете
- Дефекты при печати
Селективное спекание
В случае с селективным спеканием нам придется раздобыть немного порошка и запечь его как следует. По поверхности основы катается валик, который послойно наносит порошок, а следом лазер его запекает. Получается безудержный конвейер, который готов воссоздать любую, даже ПОДВИЖНУЮ модель. За счет того, что модель утоплена в камере в слое порошка, можно изготавливать максимально сложные формы, без дополнительной поддержки. В случае с FDM-печатью, такого у вас не получится.
Плюсы:
- Возможность печатать сложные формы
- Печать подвижных моделей
- Высокая прочность изделий
Минусы:
- Высокая себестоимость
- Хранение и сушка порошка
SLM или селективное лазерное сплавление
С помощью лазерного луча металлический порошок превращается в жидкость и застывает, и так слой за слоем. Как по мне — это что-то читерское. Вся сталелитейная индустрия может собирать свои манатки и переоборудоваться.
Плюсы:
- Высокая точность изделий
- Сокращение работ по пост обработке
- Экономия сырья
- Возможность печати сложных изделий
- Высокая прочность
Минусы:
- Высокая стоимость сырья и оборудования
- Необходимость в пескоструйной обработке
Применяется в автомобилестроении, авиакосмической отрасли, медицинской отрасли, ювелирном деле, предприятиях металлообработки.
Многоструйное моделирование или MJM
Это послойное построение изделия при помощи оснащенной соплами печатной головки, из которой выделяется жидкий расходный материал. Минимальное количество сопел в устройствах – 96, максимальное – 448. При печати фотополимерным сырьем для отверждения каждого из слоев необходима обработка ультрафиолетовым лучом.
Плюсы:
- Печать воском
- Прозрачная печать
- Точность построения модели
- Высокая скорость печати
- Большой выбор материалов
- Гладкость поверхности готового изделия
- Большое количество режимов печати
Минусы:
- Уязвимость моделей к воздействию прямых солнечных лучей
- Стоимость материалов
Применяется в моделировании, ювелирном деле, медицинской отрасли, автомобилестроении.
SLS
Селективное лазерное спекание (SLS) — это технология 3D-печати, которая использует лазер для спекания порошкового материала, обычно пластика. Эта технология позволяет создавать сложные детали и не требует опорных структур. Преимущества SLS включают точность построения, большой выбор материалов и высокую скорость печати. Она используется в ювелирном деле, медицине, автомобилестроении и других отраслях. Однако, недостатки SLS включают уязвимость моделей к воздействию прямых солнечных лучей и высокую стоимость материалов.
Плюсы
- Прозрачная печать
- Точность построения модели
- Высокая скорость печати
- Большой выбор материалов
- Гладкость поверхности готового изделия
- Большое количество режимов печати
Минусы
- Уязвимость моделей к воздействию прямых солнечных лучей
- Стоимость материалов
SLS технология используется в моделировании, ювелирном деле, медицинской отрасли, автомобилестроении и других отраслях.
Сравнение технологий 3D печати в таблице
| Технология | Описание | Материалы | Разрешение | Скорость печати | Размеры изделия | Точность печати | Примеры применения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FDM | Печать пластиковой нитью, которая разогревается и выдавливается через сопло | Пластик, резина, металл, дерево | 50-500 микрон | 20-150 мм/сек | От нескольких сантиметров до метра | 0.1-0.5 мм | Создание прототипов, инструментов, бытовых предметов |
| SLA | Печать, используя жидкий фотополимер, который отверждается лазером | Фотополимеры | 25-100 микрон | 0.5-2 см/час | От нескольких сантиметров до десятков сантиметров | 0.05-0.1 мм | Ювелирное дело, моделирование, прототипирование |
| SLS | Печать, используя лазер для спекания порошкового материала | Пластик, металл, керамика | 50-200 микрон | 20-100 мм/сек | От нескольких сантиметров до метра | 0.1-0.3 мм | Производство запчастей, прототипирование |
| DLP | Печать, используя проекцию изображения на жидкий фотополимер, который отверждается ультрафиолетовым светом | Фотополимеры | 20-100 микрон | 1-2 см/час | От нескольких сантиметров до десятков сантиметров | 0.05-0.1 мм | Изготовление медицинских протезов, моделирование |
| MJM | Печать микро-каплями материала, которые отверждаются в ультразвуковом поле | Пластик, воск, металл | 16-32 микрон | 20-100 мм/сек | От нескольких сантиметров до метра | 0.02-0.1 мм | Изготовление ювелирных изделий, моделирование, прототипирование |