Содержание

3d принтер с технологией sls. Специфика и преимущества SLS-технологии. Где они производятся

Технология 3D-печати SLS

SLS Selective Laser Sintering

Технология 3D-печати SLS – методика изготовления трехмерных изделий посредством выборочного лазерного спекания. Одна из характерных особенностей рассматриваемой технологии заключается возможность печати без использования поддержки. Готовые изделия могут отличаться сложной геометрией. Также они характеризуются высокой точностью изготовления.

Принцип создания моделей SLS

Сразу следует рассказать о различиях таких технологий трехмерной печати, как SLS и SLM. Первую технологию достаточно часто путают со второй, так как у них действительно есть общие признаки. Однако есть и серьезное отличие. Так, SLS-технология подразумевает изготовление детали посредством частичного плавления слоев, что приводит к спеканию двух слоев друг с другом. В SLM-технологии осуществляется полное расплавление частиц.

Как и во многих других технологиях трехмерной печати, в этом случае печать начинается с подготовки проекта. В память SLS-принтера загружается эскиз модели, которую надо отпечатать, после чего на основе этих сведений разрабатывается алгоритм послойного нанесения расходного материала. Когда разработка алгоритма 3D-печати подходит к завершению, начинается непосредственно изготовление трехмерной модели. Порядок следующий:

  • Расходный материал предварительно разогревается до температуры, близкой к температуре плавления.
  • Раздающий механизм подает на платформу построения расходный материал из камеры его хранения.
  • Включается мощный лазер, который проходит по контуру детали и разогревает расходный материал.
  • После того, как первый слой материала будет нанесен и сформирован, на него наносится второй слой.

В процессе трехмерной SLS-печати платформа построения опускается каждый раз, когда формирование нового слоя подходит к завершению. Примечательно, что поддерживающие материалы для изготовления деталей не требуются независимо от сложности и размера изготавливаемой модели. Это связано с тем, что для поддержки модели в процессе печати используется незапеченный порошок, который после работы удаляется с платформы.

В конструкции принтера для трехмерной печати, основанного на технологии SLS, помимо мощного лазера и передвигающейся сверху вниз платформы построения встречаются и другие элементы. Среди них камера, внутри которой располагается расходный материал для спекания. Также в конструкции предусмотрен равняющий ролик – его задача заключается в разравнивании порошка перед включением лазера. Внутри есть и линзы для лазера.

Достоинства технологии SLS

Данная технология изготовления трехмерных деталей характеризуется большим количеством достоинств. Так, готовые изделия отличаются хорошими механическими свойствами, среди которых прочность, высокая точность построения и гладкость поверхности. Благодаря этому готовые изделия пользуются востребованностью в ряде научных сфер, в инженерной и аэрокосмической областях. Стоит упомянуть и другие преимущества материалов:

  • Большие размеры изготавливаемых деталей. Современные SLS-принтеры способны создавать модели, высота и ширина которых достигают 750 мм. Благодаря этому свойству технология пригодна как для оперативного изготовления крупных объектов, так и для мелкосерийного изготовления небольших.
  • Нет потребности в материале поддержки. Как уже было отмечено, в качестве поддерживающего состава используется тот же порошок, из которого выпекается изделие. За счет этого затраты на изготовление моделей несколько снижаются, как и затраты труда на последующее отделение поддержки от модели.
  • Оперативное изготовление деталей. Так как технология SLS предусматривает неполное расплавление слоев порошка, на распечатку трехмерной модели уходит заметно меньше времени, если сравнивать с другими порошковыми технологиями 3D печати. Это особенно важно в мелкосерийном производстве.
  • Большой выбор материалов. В качестве основы для изготовления модели могут использоваться самые разные материалы. Среди них как полимеры – пластики, полистирол, нейлон и другие – так и сталь, а также песчаные материалы, композиты и сплавы. Свойства готовых моделей также сильно отличаются.

Благодаря такому большому списку преимуществ SLS-печать нашла широкое распространение в промышленной, научной и инженерной сферах. Пока что единственным серьезным недостатком рассматриваемой технологии является высокая стоимость как расходных материалов, так и оборудования, поддерживающего такую печать. По этой причине в бытовых условиях такие принтеры на сегодняшний день практически не встречаются из-за цены.

Используемые материалы для SLS

Несмотря на то, что технология трехмерной SLS-печати была популяризована относительно недавно, для нее уже разработали массу расходных материалов. Наибольшей востребованностью при печати пользуются такие виды:

  • DuraForm EX Natural. Жесткий белый материал, который отличается стойкостью к сильным ударам.
  • DuraForm Flex. Гибкий материал, устойчивый к износу и по своей структуре напоминающий резину.
  • DuraForm EX Black. Черный материал с ударопрочными свойствами, напоминает инженерный ABS.
  • DuraForm FR 100. Особенность этого материала заключается в огнестойкости и высокой прочности.
  • DuraForm HST Composite. Устойчивый к воздействиям высоких температур материал белого цвета.

Также для печати с технологией SLS используется ряд инженерных материалов, из которых создаются детали для аэрокосмической и других важных сфер промышленности и науки. Например, жесткий пластик под названием DuraForm GF, который отличается увеличенной стойкостью к высоким температурам и высокой изотропностью. Для рассматриваемой технологии регулярно разрабатываются новые материалы с уникальными параметрами.

Обзор технологий 3D печати

3D печать – это выполнение ряда повторяющихся операций, связанных с созданием объёмных моделей путём нанесения на рабочий стол установки тонкого слоя расходных материалов, смещением рабочего стола вниз на высоту сформированного слоя и удалением с поверхности рабочего стола отработанных отходов. Циклы печати непрерывно следуют друг за другом: на предыдущий слой материалов наносится следующий слой, стол снова опускается и так повторяется до тех пор, пока на элеваторе (так называют рабочий стол, которым оснащён 3D принтер) не окажется готовая модель.

Существует несколько технологий 3D печати, которые отличаются друг от друга по типу прототипирующего материала и способам его нанесения. В настоящее время наибольшее распространение получили следующие технологии 3D печати: стереолитография, лазерное спекание порошковых материалов, технология струйного моделирования, послойная печать расплавленной полимерной нитью, технология склеивания порошков, ламинирование листовых материалов и УФ-облучение через фотомаску. Охарактеризуем перечисленные технологии подробнее.

Стереолитография

Стереолитография – она же Stereo Lithography Apparatus или сокращённо SLA благодаря низкой себестоимости готовых изделий получила наибольшее распространений среди технологий 3D печати.

Технология SLA состоит в следующем: сканирующая система направляет на фотополимер лазерный луч, под действием которого материал твердеет. В качестве фотополимера используется хрупкий и твёрдый полупрозрачный материал, который коробится под действием атмосферной влаги. Материал легко склеивается, обрабатывается и окрашивается. Рабочий стол находится в ёмкости с фотополимерной композицией. После прохождения лазерного луча и отверждения очередного слоя его рабочая поверхность смещается вниз на 0,025 мм – 0,3 мм.

Читать еще:  Виртуальная карточка. Что такое виртуальные карты и чем они отличаются от обычных. Как пользоваться виртуальной картой.

Оборудование для SLA печати изготавливают компании F & S Stereolithographietechnik GmbH, 3DSystem, а также Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН.

Ниже показаны шахматные фигуры, созданные методом SLA печати.

Шахматные фигуры, созданные методом SLA печати

Лазерное спекание порошковых материалов

Лазерное спекание порошковых материалов – оно же Selective Laser Sintering или просто SLS является единственной технологией 3D печати, которая может быть использована для изготовления металлических формообразующих для металлического и пластмассового литья. Пластмассовые прототипы обладают хорошими механическими свойствами, благодаря которым они моту быть использованы для изготовления полнофункциональных изделий.

В SLS печати используются материалы, близкие по своим свойствам к конструкционным маркам: металл, керамика, порошковый пластик. Порошковые материалы наносятся на поверхность рабочего стола и запекаются лазерным лучом в твёрдый слой, соответствующий сечению 3D модели и определяющий её геометрию.

Оборудование для SLS-печати изготавливают следующие заводы: 3D Systems, F & S Stereolithographietechnik GmbH, The ExOne Company / Prometal, EOS GmbH.

На рисунке представлена скульптурная модель «Так держать», изготовленная методом SLS печати.

Скульптурная модель «Так держать», изготовленная методом SLS печати, автор Лука Ионеску

Послойная печать расплавленной полимерной нитью

Послойная печать расплавленной полимерной нитью – она же Fused Deposition Modeling или просто FDM применяется для получения единичных изделий, приближенных по своим функциональным возможностям к серийным изделиям, а также для изготовления выплавляемых форм для литья металлов.

Технология FDM печати заключается в следующем: выдавливающая головка с контролируемой температурой разогревает до полужидкого состояния нити из ABC пластика, воска или поликарбоната, и с высокой точностью подаёт полученный термопластичный моделирующий материал тонкими слоями на рабочую поверхность 3D принтера. Слои наносятся друг на друга, соединяются между собой и отвердевают, постепенно формируя готовое изделие.

Технология FDM печати

В настоящее время 3D принтеры с технологией FDM печати изготавливаются компанией Stratasys Inc.

На картинке изображена модель, напечатанная 3D принтером с технологией FDM печати.

Модель, напечатанная 3D принтером с технологией FDM печати

Технология струйного моделирования

Технология моделирования или Ink Jet Modelling имеет следующие запатентованные подвиды: 3D Systems (Multi-Jet Modeling или MJM), PolyJet (Objet Geometries или PolyJet) и Solidscape (Drop-On-Demand-Jet или DODJet).

Перечисленные технологии функционируют по одному принципу, но каждая из них имеет свои особенности. Для печати используются поддерживающие и моделирующие материалы. К числу поддерживающих материалов чаще всего относят воск, а к числу моделирующих – широкий спектр материалов, близких по своим свойствам к конструкционным термопластам. Печатающая головка 3D принтера наносит поддерживающий и моделирующий материалы на рабочую поверхность, после чего производится их фотополимеризация и механическое выравнивание.

Технология струйного моделирования позволяет получить окрашенные и прозрачные модели с различными механическими свойствами, это могут быть как мягкие, резиноподобные изделия, так и твёрдые, похожие на пластики.

Технология струйного моделирования

Принтеры для 3D печати с использованием технологии струйного моделирования изготавливают следующие компании: Solidscape Inc, Objet Geometries Ltd, 3D Systems.

Технология склеивания порошков

Технология склеивания порошков – она же Binding powder by adhesives позволяет не просто создавать объёмные модели, но и раскрашивать их.

Принтеры с технологией binding powder by adhesives используют два вида материалов: крахмально-целлюлозный порошок, из которого формируется модель, и жидкий клей на водной основе, проклеивающий слои порошка. Клей поступает из печатающей головки 3D принтера, связывая между собой частицы порошка и формируя контур модели. После завершения печати излишки порошка удаляются. Чтобы придать модели дополнительную прочность, её пустоты заливаются жидким воском.

Технология склеивания порошков

1-2 – ролик наносит тонкий слой порошка на рабочую поверхность; 3 – струйная печатающая головка печатает каплями связующей жидкости на слое пороша, локально укрепляя часть сплошного сечения; 4 – процесс 1-3 повторяется для каждого слоя до готовности модели, оставшийся порошок удаляется

В настоящее время 3D принтеры с технологией склеивания порошков изготавливаются компанией Z Corporation.

Ламинирование листовых материалов

Ламинирование листовых материалов – оно же Laminated Object Manufacturing или LOM предполагает изготовление 3D моделей из бумажных листов при помощи ламинирования. Контур очередного слоя будущей модели вырезается лазером, а ненужные обрезки режутся на небольшие квадратики, которые впоследствии удаляются из принтера. Структура готового изделия похожа на древесную, но боится влаги.

Технология ламинирования листовых материалов

До недавнего времени 3D принтеры для ламинирования листовых материалов производила компания Helisys Inc, но в настоящее время компания прекратила выпуск такого оборудования.

Объект, напечатанный на 3D принтере с технологией ламинирования листовых материалов, показан на фото ниже.

Модель, напечатанная 3D принтером с технологией LOM

Облучение ультрафиолетом через фотомаску

Облучение ультрафиолетом через фотомаску – оно же Solid Ground Curing или SGC предполагает создание готовых моделей из слоёв распыляемого на рабочую поверхность фоточувствительного пластика. После нанесения тонкого слоя пластика он через специальную фотомаску с изображением очередного сечения обрабатывается ультрафиолетовыми лучами. Неиспользованный материал удаляется при помощи вакуума, а оставшийся затвердевший материал повторно облучается жёстким ультрафиолетом. Полости готового изделия заполняются расплавленным воском, который служит для поддержки следующих слоёв. Перед нанесением последующего слоя фоточувствительного пластика предыдущий слой механически выравнивается.

Технология облучения ультрафиолетом через маску

До недавнего времени 3D принтеры с технологией облучения УФ-лампой через фотомаску выпускала компания Cubital Inc, но в настоящее время производство таких машин прекращено.

Точность создания прототипов различными 3D принтерами находится в диапазоне между 0,05 мм и 0,2 мм по каждой координате. Точность создания прототипов увеличивается при уменьшении толщины слоя, но при этом падает скорость печати и повышается её себестоимость. В свою очередь, себестоимость прототипа зависит от его объёма. В зависимости от выбранной технологии 3D печати цена 1 см3 модели составляет от 1$ США до 5$ США.

3d принтер с технологией sls. Специфика и преимущества SLS-технологии. Где они производятся

8 800 550 40 45

Напишите Ваш вопрос или оставьте телефон и мы обязательно ответим:

Библия 3D-печати: базовые принципы технологии SLS

Приветствуем вас в нашем цикле популярных статей «Библия 3D-печати«, в котором мы рассказываем о тонкостях и малоизвестных нюансах трехмерной печати. От выбора лучших материалов для 3D-принтеров до оптимизации цены готовых деталей, от производственных лайфкахов до личных наработок, которыми мы пользуемся в наших собственных цехах! Подписывайтесь на наши обновления и добро пожаловать на «кухню» аддитивных технологий!

SLS (Selective Laser Sintering, селективное лазерное спекание) — технология аддитивного производства, основанная на послойном спекании частиц полимерного порошка с помощью лазерного излучения. Технология достаточно опасна (мы расскажем об этом подробнее), но освоившим её открывается широчайший горизонт возможностей! Основное преимущество SLS — она обеспечивает прекрасные механические свойства готовому изделию. Оно получается чрезвычайно прочным, с высокой детализацией и качеством построения поверхностей. Другой весомый плюс — SLS практически безотходна, поскольку неиспользованный для выращивания деталей порошок частично смешивается с новыми порциями материала и возвращается в работу (этот процесс носит название регенерации), а частично — отправляется на переработку.

Читать еще:  Блошиный рынок в риме. Блошиные рынки в риме, италия. Вещевые рынки Рима

Основной принцип работы SLS-принтера заключается в спекании полимерного порошка лазерным лучом. Предварительно нагретый порошок кратковременно облучается лазером и спекается с уже затвердевшими частицами, которые находятся в нижележащем слое. Управляя параметрами этого процесса можно добиваться нужной остаточной пористости и плотности полученной детали. При этом компания-производитель (мы будем рассматривать продукты немецкой компании EOS) предоставляет владельцам SLS-машин оригинальные наборы параметров, которые идеально подобраны под используемые материалы и прошли тщательную оптимизацию. Для производства деталей с разными свойствами компания предоставляет специальные наборы параметров (Part Property Profile — PPP), которые гарантируют, что напечатанные с их применением детали будут иметь одинаковые характеристики, независимо от того, на какой машине их вырастили. Все наборы PPP-параметров имеют номера версий, поскольку EOS ведет их непрерывную оптимизацию.

Основные плюсы (и некоторые минусы) технологии SLS

  • Превосходные механические свойства готового изделия;
  • Высокая производительность — лазер плавит только поверхность частиц порошка, а не весь их объем. Это позволяет SLS-машинам работать гораздо быстрее других порошковых 3D-принтеров;
  • Не требует материалов поддержки — сам порошок в рабочей камере поддерживает модель, пока она не будет закончена;
  • Позволяет печатать весьма крупные (до 750 мм) объекты, либо целые серии деталей за раз — это возможно благодаря объемным камерам построения SLS-принтеров.
  • Высокая стоимость расходных материалов и самого оборудования;
  • Требует обязательного обучения специалистов на сертифицированных курсах.

Фазы 3D-печати по технологии SLS

Важно! SLS-машина достаточно сложна и представляет собой серьезную опасность, поэтому к управлению ею допускается только персонал, который прошел обучение в компании EOS. А работать с установленным в ней лазером 4-го класса опасности и вовсе допускаются только специалисты компании-производителя.

Рассмотрим все этапы выращивания объекта по технологии SLS на примере превосходного 3D-принтера EOS Formiga P100 (мы пользуемся именно им!)

  • Создаем модель будущей детали в CAD (или получаем ее иными способами, например, 3D-сканированием) — это стандартная процедура для любых современных инженерных разработок. На выходе получаем файл в формате STL с трехмерной геометрией нужных нам деталей;
  • Проводим позиционирование и нарезку модели — это делается в специальных проприетарных программах производителей SLS-машин (в случае техники EOS — это ПО RP-Tools). На этом этапе мы размещаем модели деталей в рабочем объеме машины так, чтобы оптимально использовать всю зону построения. Это позволяет свести к минимуму время выращивания и расход порошка. Здесь же мы задаем параметры экспонирования, с помощью которых можно влиять на характеристики будущих деталей. Например — менять их прочность, пористость и качество поверхности. На выходе получаем пакет файлов в формате SLI;

  • Создаем задание построения и переносим его в машину — в ПО Desktop-PSW от компании EOS файлы SLI упаковываются в задание построения и передаются в контроллер SLS-принтера. Все, на этом программная часть работы закончена.

  • Устанавливаем сменный бак («чембер» от английского «chamber» — камера). В нем происходит процесс выращивания и в конце работы именно в нем будут находиться готовые детали;
  • Наполняем резервуары порошком и «стелим постель» — настилаем слой свежего порошка на подвижной платформе рабочей камеры, когда она находится в верхнем положении. Занимательный факт — вертикальные подаватели для порошка наверху SLS-машины целиком напечатаны… на такой же SLS-машине. И таких деталей в её конструкции целое множество;
  • Прогреваем машину — на этом этапе температура в камере построения должна достичь 160 градусов Цельсия. Это необходимо, чтобы прогреть рабочую зону, а также всю машину, ее компоненты и находящийся в ней порошок. На предварительный прогрев машины уходит примерно 2 часа. Этот этап называется Warm Up Phase.

  • Выбираем задание в машине — интерфейс SLS-машины предельно эргономичен и умещается буквально в десять кнопок. На время 3D-печати камера построения заполняется азотом, чтобы охлаждать оптическую систему линзы, а также ликвидировать влияние кислорода на полимерный порошок;
  • Запускаем процесс печати. В ходе печати частицы порошка облучаются лазером, нагреваются, и прочно спекаются с расположенными ниже слоями. После этого платформа с деталью опускается вниз на высоту, равную толщине печатного слоя (благодаря этому фокус лазерного пятна и слой спекания всегда находятся на одном уровне). Затем специальный нож (рекоутер — «recoater») настилает новый слой порошка и процесс повторяется;
  • Ведём мониторинг процесса 3D-печати — выращивание детали может занимать много часов, и большую часть этого времени никакого контроля за процессом не требуется. Но SLS-машина уязвима к сбоям из-за попадания мусора (например, волосков) в рабочую камеру. Поэтому, время от времени следует проверять, как идут дела. Но мы существенно оптимизировали эту процедуру — так как в машине не предусмотрен удаленный доступ к программному обеспечению, наши специалисты разработали роботизированную механику для остановки процесса в случае сбоя.

Завершение работы машины и распаковка деталей

  • Даем SLS-принтеру и напечатанным деталям остыть естественным путем — распаковка камеры проводится только при падении ее температуры ниже 60 градусов Цельсия. Важный момент: по технологии EOS время остывания должно быть не меньше времени печати.

При остывании выращенные детали сжимаются и искривляются. Это вызвано разницей температур в отдельных частях объекта и их неравномерным остыванием.

В связи с этим необходимо придерживаться нескольких правил:

— Детали, подверженные короблению и усадке, необходимо размещать в верхних 2/3 зоны построения, поскольку нижняя треть контактирует с более холодным дном сменного бака (чембера);

— Детали, подверженные короблению и усадке, необходимо размещать под углом в глубине рабочего объема, как можно дальше от его краев.

  • Распаковываем напечатанные детали — большим преимуществом технологии SLS является то, что для выращенных с ее применением объектов не требуются поддерживающие структуры, которые после печати станут отходами. Детали просто извлекаются из бака, чистятся щеткой и отправляются в дробеструйную машину, где обрабатываются стеклянной дробью. Отсюда они отправятся на дальнейшие этапы производства.

Переработка неиспользованного порошка

  • Просеиваем отработанный порошок, добавляем порцию свежего материала, смешиваем. Полимерный порошок для SLS-принтеров достаточно дорог, и это минус. Но его свойства можно восстановить добавлением свежего порошка — и это большой плюс. Этот процесс полностью отработан и заложен в саму основу технологии EOS. Вы можете быть уверены, свойства деталей от использования восстановленного порошка не страдают.

Однако и здесь есть важный нюанс — неправильное смешивание порошков ведет к тому, что в напечатанном изделии появляются светлые и темные полосы, морщины («апельсиновая корка»), образуются области с переменной плотностью. Чтобы этого не происходило, необходимо четко соблюдать рекомендованные производителем процедуры смешивания.

Другие статьи этого цикла можно найти по удобному тегу: #библия3дпечати

Обзор технологий 3D печати

3D печать – это выполнение ряда повторяющихся операций, связанных с созданием объёмных моделей путём нанесения на рабочий стол установки тонкого слоя расходных материалов, смещением рабочего стола вниз на высоту сформированного слоя и удалением с поверхности рабочего стола отработанных отходов. Циклы печати непрерывно следуют друг за другом: на предыдущий слой материалов наносится следующий слой, стол снова опускается и так повторяется до тех пор, пока на элеваторе (так называют рабочий стол, которым оснащён 3D принтер) не окажется готовая модель.

Читать еще:  Автономная некоммерческая организация налогообложение. Налоги нко и льготы по ним. АНО это объединение унитарное, которое

Существует несколько технологий 3D печати, которые отличаются друг от друга по типу прототипирующего материала и способам его нанесения. В настоящее время наибольшее распространение получили следующие технологии 3D печати: стереолитография, лазерное спекание порошковых материалов, технология струйного моделирования, послойная печать расплавленной полимерной нитью, технология склеивания порошков, ламинирование листовых материалов и УФ-облучение через фотомаску. Охарактеризуем перечисленные технологии подробнее.

Стереолитография

Стереолитография – она же Stereo Lithography Apparatus или сокращённо SLA благодаря низкой себестоимости готовых изделий получила наибольшее распространений среди технологий 3D печати.

Технология SLA состоит в следующем: сканирующая система направляет на фотополимер лазерный луч, под действием которого материал твердеет. В качестве фотополимера используется хрупкий и твёрдый полупрозрачный материал, который коробится под действием атмосферной влаги. Материал легко склеивается, обрабатывается и окрашивается. Рабочий стол находится в ёмкости с фотополимерной композицией. После прохождения лазерного луча и отверждения очередного слоя его рабочая поверхность смещается вниз на 0,025 мм – 0,3 мм.

Оборудование для SLA печати изготавливают компании F & S Stereolithographietechnik GmbH, 3DSystem, а также Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН.

Ниже показаны шахматные фигуры, созданные методом SLA печати.

Шахматные фигуры, созданные методом SLA печати

Лазерное спекание порошковых материалов

Лазерное спекание порошковых материалов – оно же Selective Laser Sintering или просто SLS является единственной технологией 3D печати, которая может быть использована для изготовления металлических формообразующих для металлического и пластмассового литья. Пластмассовые прототипы обладают хорошими механическими свойствами, благодаря которым они моту быть использованы для изготовления полнофункциональных изделий.

В SLS печати используются материалы, близкие по своим свойствам к конструкционным маркам: металл, керамика, порошковый пластик. Порошковые материалы наносятся на поверхность рабочего стола и запекаются лазерным лучом в твёрдый слой, соответствующий сечению 3D модели и определяющий её геометрию.

Оборудование для SLS-печати изготавливают следующие заводы: 3D Systems, F & S Stereolithographietechnik GmbH, The ExOne Company / Prometal, EOS GmbH.

На рисунке представлена скульптурная модель «Так держать», изготовленная методом SLS печати.

Скульптурная модель «Так держать», изготовленная методом SLS печати, автор Лука Ионеску

Послойная печать расплавленной полимерной нитью

Послойная печать расплавленной полимерной нитью – она же Fused Deposition Modeling или просто FDM применяется для получения единичных изделий, приближенных по своим функциональным возможностям к серийным изделиям, а также для изготовления выплавляемых форм для литья металлов.

Технология FDM печати заключается в следующем: выдавливающая головка с контролируемой температурой разогревает до полужидкого состояния нити из ABC пластика, воска или поликарбоната, и с высокой точностью подаёт полученный термопластичный моделирующий материал тонкими слоями на рабочую поверхность 3D принтера. Слои наносятся друг на друга, соединяются между собой и отвердевают, постепенно формируя готовое изделие.

Технология FDM печати

В настоящее время 3D принтеры с технологией FDM печати изготавливаются компанией Stratasys Inc.

На картинке изображена модель, напечатанная 3D принтером с технологией FDM печати.

Модель, напечатанная 3D принтером с технологией FDM печати

Технология струйного моделирования

Технология моделирования или Ink Jet Modelling имеет следующие запатентованные подвиды: 3D Systems (Multi-Jet Modeling или MJM), PolyJet (Objet Geometries или PolyJet) и Solidscape (Drop-On-Demand-Jet или DODJet).

Перечисленные технологии функционируют по одному принципу, но каждая из них имеет свои особенности. Для печати используются поддерживающие и моделирующие материалы. К числу поддерживающих материалов чаще всего относят воск, а к числу моделирующих – широкий спектр материалов, близких по своим свойствам к конструкционным термопластам. Печатающая головка 3D принтера наносит поддерживающий и моделирующий материалы на рабочую поверхность, после чего производится их фотополимеризация и механическое выравнивание.

Технология струйного моделирования позволяет получить окрашенные и прозрачные модели с различными механическими свойствами, это могут быть как мягкие, резиноподобные изделия, так и твёрдые, похожие на пластики.

Технология струйного моделирования

Принтеры для 3D печати с использованием технологии струйного моделирования изготавливают следующие компании: Solidscape Inc, Objet Geometries Ltd, 3D Systems.

Технология склеивания порошков

Технология склеивания порошков – она же Binding powder by adhesives позволяет не просто создавать объёмные модели, но и раскрашивать их.

Принтеры с технологией binding powder by adhesives используют два вида материалов: крахмально-целлюлозный порошок, из которого формируется модель, и жидкий клей на водной основе, проклеивающий слои порошка. Клей поступает из печатающей головки 3D принтера, связывая между собой частицы порошка и формируя контур модели. После завершения печати излишки порошка удаляются. Чтобы придать модели дополнительную прочность, её пустоты заливаются жидким воском.

Технология склеивания порошков

1-2 – ролик наносит тонкий слой порошка на рабочую поверхность; 3 – струйная печатающая головка печатает каплями связующей жидкости на слое пороша, локально укрепляя часть сплошного сечения; 4 – процесс 1-3 повторяется для каждого слоя до готовности модели, оставшийся порошок удаляется

В настоящее время 3D принтеры с технологией склеивания порошков изготавливаются компанией Z Corporation.

Ламинирование листовых материалов

Ламинирование листовых материалов – оно же Laminated Object Manufacturing или LOM предполагает изготовление 3D моделей из бумажных листов при помощи ламинирования. Контур очередного слоя будущей модели вырезается лазером, а ненужные обрезки режутся на небольшие квадратики, которые впоследствии удаляются из принтера. Структура готового изделия похожа на древесную, но боится влаги.

Технология ламинирования листовых материалов

До недавнего времени 3D принтеры для ламинирования листовых материалов производила компания Helisys Inc, но в настоящее время компания прекратила выпуск такого оборудования.

Объект, напечатанный на 3D принтере с технологией ламинирования листовых материалов, показан на фото ниже.

Модель, напечатанная 3D принтером с технологией LOM

Облучение ультрафиолетом через фотомаску

Облучение ультрафиолетом через фотомаску – оно же Solid Ground Curing или SGC предполагает создание готовых моделей из слоёв распыляемого на рабочую поверхность фоточувствительного пластика. После нанесения тонкого слоя пластика он через специальную фотомаску с изображением очередного сечения обрабатывается ультрафиолетовыми лучами. Неиспользованный материал удаляется при помощи вакуума, а оставшийся затвердевший материал повторно облучается жёстким ультрафиолетом. Полости готового изделия заполняются расплавленным воском, который служит для поддержки следующих слоёв. Перед нанесением последующего слоя фоточувствительного пластика предыдущий слой механически выравнивается.

Технология облучения ультрафиолетом через маску

До недавнего времени 3D принтеры с технологией облучения УФ-лампой через фотомаску выпускала компания Cubital Inc, но в настоящее время производство таких машин прекращено.

Точность создания прототипов различными 3D принтерами находится в диапазоне между 0,05 мм и 0,2 мм по каждой координате. Точность создания прототипов увеличивается при уменьшении толщины слоя, но при этом падает скорость печати и повышается её себестоимость. В свою очередь, себестоимость прототипа зависит от его объёма. В зависимости от выбранной технологии 3D печати цена 1 см3 модели составляет от 1$ США до 5$ США.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector