Какие технологии для 3D принтеров существуют

2 недели назад

С появления 3d принтеров началась новая эпоха технологий. Появилась возможность напечатать объемный предмет. Каждое трехмерное изделие имеет свое предназначение. Это может быть, например, медицинский протез или детская игрушка. 

В основу работы нужно взять цифровую модель. Это может быть и чертеж. Данная модель будет воплощена точно в такую же реальную копию. 

ВАЖНО! Устройства для такой работы могут иметь разную мощность. У них бывает разная комплектация. Они имеют разные варианты: промышленные и домашние. Все виды 3д-принтеров для получения объемной печати используют различный материал.

Распространенные технологии трехмерной печати

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 0
Если говорить про используемые технологии, то для них предусмотрена специальная классификация. И о ней нужно знать тому, кто мечтает приобрести 3д-принтер.

- FDM

Это технология самая популярная. При FDM (Fused Deposition Modeling) агрегат выдавливает слоями расходный материал через специальное сопло. Сюда входят:

мэйкерботоподобные устройства;
Stratasys-принтеры;
агрегаты, применяемые в кулинарии (заправкой для них служат глазурь, сырные продукты, тесто);
медицинские аппараты (гель медицинский с живыми клетками).

- Polyjet

Интересен и MJM (Multi Jet Modeling). Для него разработана методика многоструйного моделирования. Процесс напоминает обычный струйный, поскольку подача материала осуществляется через маленькие сопла, которых можно насчитать сотни. После того, как застынет предыдущий слой, начинает формироваться трехмерная модель, которая задана.

Расходники – это фотополимеры и пластик. Применяется также специальный воск. Как правило, такая объемная печать используется, когда нужно изготовить медицинские имплантаты, зубные протезы, слепки. Есть реальная возможность получить многоцветный вариант, а также объекты, у которых разные свойства. Скажем, когда твердые сочетаются с эластичными.

ВАЖНО! Недостатком технологии следует считать то, что необходим дорогой исходный материал. А результат при этом хрупкий. Применяется в медицине и промышленном прототипировании.

- LENS

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 1
При Laser Engineered Net Shaping (LENS) расходный материал, который выдут из сопла, сразу оказывается под фокусом лазерного луча, а это чревато тем, что произойдет мгновенное спекание. Металлический порошок, используемый при изготовлении стальных и титановых объектов, применяется при эксплуатации таких 3Д-принтеров в промышленности. 

Большинство сплавов можно перемешивать и получать в процессе. Именно так делают турбиновые лопатки из титана для турбин.

- LOM

С технологией Laminated Object Manufacturing листы тонкие и проламинированные вырезаются лазером. Они склеиваются, спекаются, спрессовываются. И получается трехмерный объект. Так печатают 3D-объекты из пластика, алюминия, бумаги.

Для изготовления алюминиевых объектов исходным материалом является фольга, которую «спекают», используя ультразвуковую вибрацию.

ВАЖНО! Исходный материал легкий. Несмотря на это, модели из бумаги получаются прочными. Отметим при этом, что себестоимость их копеечная. Однако знайте, что изготовление такого изделия предполагает очень много отходов. Его можно не допустить при расположении на одном листе сразу несколько маленьких объектов.

- SLА

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 2
Как работает Stereolithography? Для того чтобы это понять, нужно представить ванну, в которой полно жидкого полимера. Лазерный луч, который проходит по ее поверхности, полимеризирует слой. Когда один слой готов, платформа опускает деталь. И жидкий полимер заполняет пустоты. Потом возникает другая ситуация: деталь поднят наверх, лазер – внизу.

Данный метод требует тщательной обработки поверхности. Необходимо шлифование и удаление лишнего материала. Бывает и так, что результат требует дополнительного запекания в ультрафиолетовых духовках.

ВАЖНО! Подобный принтер не хранят дома, поскольку фотополимер токсичен, а обслуживание обходится очень дорого.

- SLS

Selective Laser Sintering очень похож на вид технологий, описанный ранее. Однако в данном случае применяется не фотополимер, а порошок, который запекает лазер. Расходным материалом являются стекло, титан, керамика, сталь, нейлон, бронза, литейный воск и прочие материалы.

Технология подходит для того, чтобы создавать какие-то сложные вещи, в частности, для ювелирных изделий. Порошок, который не запекся, будет служить поддержкой для нависающих элементов. И потому не придется формировать какие-либо специальные поддерживающие корпусы.

- 3DP

3DP-метод заключается в том, что на материал наносится клей. А затем еще слой свежего порошка. Потом все заново. В результате получается материал, который очень похож на гипс (sandstone). При добавлении в такой клей краски получишь цветные объекты. 

Технологию можно использовать в офисах и в быту. Она безопасна. Можно использовать стеклянный, костный, резиновый порошки. И даже порошок из древесных опилок. 

ВАЖНО! Технология годится для изготовления съедобных фигурок. Для этого применяют порошок сахарный или шоколадный. И еще необходимо применять специальный пищевой клей. К сожалению, конечный продукт бывает с грубой поверхностью и невысоким разрешением.

Деление принтеров по типу применяемых материалов

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 3
Расходный материал, которым заправляется техника, определяет типы 3D-принтеров. Спекают и ламинируют порошок лазерные агрегаты. Поочередное склеивание слоев применяемого исходного материала и последующее его спекание осуществляется струйным 3Д-принтером. 

Очередной этап – охлаждение. Тут могут найти применение различные виды фотополимерного пластика, смол, порошков, силикона, металла, а также компоненты воска. 

- ПОРОШОК

Принцип работы техники проявляется в таких действиях:

с учетом предоставленной модели, печатающая головка наносит в нужные места специальное связующее вещество;
на него тонкий валик наносит порошок, и он спекается с веществом.
идет повторение процесса.

ВАЖНО! Аналогичный девайс некоторым под силу собрать собственными руками, если, конечно, есть нужные комплектующие. Хорошо также, что данный аппарат может работать с пудрой из металла.

- ГИПС

Гипсовый вариант также предполагает заправку порошками, но уже соответствующими – от гипса до шпаклевки, цемента и тому подобных. Никак не обойтись без связующего вещества. Данные принтеры преимущественно используются, когда создаешь интерьерные украшения. В итоге – самые разнообразные изделия.

- ФОТОПОЛИМЕР

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 4
Для того чтобы изготовить объекты, применяют в данном случае жидкие фотополимеры. Принцип получения фигурок представляет интерес. Ориентируясь на компьютерную модель, ультрафиолетовый лазер засвечивает нужные места. Потом они затвердеют из-за действия ультрафиолета. 

Такая засветка осуществляется и через фотошаблон, который специально подготовлен. Только тут будет использоваться ультрафиолетовая лампа. Шаблонная заготовка меняется с каждым новым слоем.

ВАЖНО! Стереолитографическая техника удивляет тем, с какой высокой точностью выполняется объемная печать. Единственный недостаток – низкая скорость работы, которой не все придают большое значение.

- ВОСК

Аппарат печатает, используя воск. А у этого материала низкая плавящаяся температура. Это свойство предполагает легкость работы. И потому четкость и точность каждого выполненного контура должна быть безукоризненная.

Как добиться нужного цвета

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 5
Объекты можно сделать самой разной цветовой гаммы. Для этого в технике предусмотрена специальная головка. Есть сразу несколько экструдеров. Так называются компоненты, которые способны плавить расходный материал и наносить его.

Преимущественно подобные агрегаты используют для того, чтобы делать игрушки для детей. Они также подходят для того, чтобы создавать дизайнерские украшения.

ВАЖНО! Существует еще один метод, который называют «сублимацией». Данный вид принтера применяется тогда, когда нужно перенести изображение, скажем, с фотона на рельефную поверхность. 

Для того чтобы осуществить задуманное, в определенных местах красители нагреваются. Под воздействием температуры происходит испарение. В результате остается необходимый рисунок.

Разновидности материалов для любительской 3Д-печати

Какие технологии для 3D принтеров существуют Фото 6
Преимущественно для печати на девайсах такого типа применяют пластик с разными характеристиками. Фасуют его в виде пластикового шнура, который намотан на катушку или нарезан соломкой. Массовое применение нашел пластик двух видов: ABS и PLA.

АБС пластик не представляет опасности. Он не токсичен, и потому подходит для детских изделий. Пластиковые изделия получаются прочные. Служат долго. Нашел широкое применение в профессиональном изготовлении деталей.

ВАЖНО! К сожалению, такой пластик теряет товарный вид, когда на него попадают солнечные лучи, а также на сильном морозе. 

ПЛА пластик (полилактид) более хрупкий. Служит не так хорошо. Зато он за счет своей повышенной пластичности предоставляет больше возможностей для сложных форм. Это натуральный продукт. Ведь его делают из сахарного тростника и кукурузы. 

Хорошо подходит для утилизации. Он полностью разлагается на компоненты, которые безопасны. Изделия из PLA держат свою геометрию. Они не истираются. И потому пластик отлично подходит для движущихся элементов. 



Оставьте комментарий