Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται πλέον σε όλες σχεδόν τις βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της αυτοκινητοβιομηχανίας, του real estate, της οδοντιατρικής και του κοσμήματος. Ωστόσο, η ποιότητα των τρισδιάστατων εκτυπώσεων μπορεί να επηρεαστεί από την τεχνολογία εκτύπωσης που χρησιμοποιείτε.
Υπάρχουν πολλές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε τρισδιάστατα εκτυπωμένα αντικείμενα. Οι συνήθεις τύποι εκτύπωσης περιλαμβάνουν επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ και μοντελοποίηση λιωμένης εναπόθεσης. επαληθεύω Πώς να δημιουργήσετε τρισδιάστατα εκτυπώσιμα μοντέλα στο Blender.
Αυτό το άρθρο εξετάζει τους τύπους τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Γρήγοροι σύνδεσμοι
1. Στερεολιθογραφία (SLA)
Η στερεολιθογραφία, ή SLA, είναι μια από τις παλαιότερες τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης και χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί φωτοπολυμερισμό για την έγχυση νερού για τη δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων.
Στο SLA, το σώμα δημιουργείται με την έκθεση μιας φωτοπολυμερούς ρητίνης στο φως, συνήθως στο υπεριώδες φως. Η διαδικασία περιλαμβάνει την κατεύθυνση της δέσμης λέιζερ μέσα από μια δεξαμενή (δοχείο) υγρού φωτοπολυμερούς, την επιλεκτική επεξεργασία του, χτίζοντας ένα στρώμα τη φορά.
Η δέσμη λέιζερ στους άξονες XY κατευθύνεται μέσω της επιφάνειας της ρητίνης σύμφωνα με τα δεδομένα που παρέχονται στο μηχάνημα και στη συνέχεια σχεδιάζει μια διατομή του σχήματος του στερεοσκοπίου στην επιφάνεια της ρητίνης για να σχηματίσει υλικό με ακριβή τρόπο. Μόλις ολοκληρωθεί η στρώση, η πλατφόρμα της συσκευής κατεβαίνει σε απόσταση ίση με το πάχος ενός στρώματος (στον άξονα Z). Αυτή η ρύθμιση συνεχίζεται έως ότου δημιουργηθεί ολόκληρο το αντικείμενο και η πλατφόρμα μπορεί να σηκωθεί από το μπολ για αφαίρεση.
Λόγω της φύσης της διαδικασίας SLA, απαιτεί δομές να υποστηρίζουν ορισμένα προεξέχοντα μέρη στα μοντέλα, αυτές οι δομές πρέπει να αφαιρεθούν με το χέρι. Όσον αφορά τα στάδια επεξεργασίας, πολλά τρισδιάστατα αντικείμενα που εκτυπώνονται με SLA απαιτούν καθαρισμό και επεξεργασία. Η σκλήρυνση περιλαμβάνει την υποβολή του εξαρτήματος σε έντονο φως σε μια μηχανή που μοιάζει με φούρνο, προκειμένου να γίνει η ρητίνη σκληρότερη.
Τα εξαρτήματα που εκτυπώνονται με χρήση αυτής της τεχνολογίας είναι συνήθως ακριβή ως προς τις διαστάσεις με φινιρίσματα λείας επιφάνειας, αν και περιλαμβάνουν δομές στήριξης. Το SLA χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και την ιατρική βιομηχανία, για να αναφέρουμε μερικά.
2. Επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (SLS)
Η επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση λέιζερ (SLS) είναι ένας άλλος τύπος τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης που βασίζεται σε μια διαδικασία σύντηξης κλίνης σκόνης. Αυτή η τεχνολογία είναι ως επί το πλείστον βιομηχανική και είναι ιδανική για σύνθετη μηχανική, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης προϊόντων και της ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων σε ένα ευρύ φάσμα εμπορικών βιομηχανιών. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο SLS μπορεί να κυμαίνονται από νάιλον, γυαλί και κεραμικά έως αλουμίνιο, ασήμι και ακόμη και χάλυβα.
Η πυροσυσσωμάτωση είναι η διαδικασία σχηματισμού μιας στερεής μάζας μιας ουσίας με θέρμανση, αλλά όχι μέχρι το σημείο τήξης της. Η πηγή θερμότητας είναι ένα ισχυρό λέιζερ που χρησιμοποιείται για τη σύντηξη κονιοποιημένων θερμοπλαστικών για να σχηματίσει λειτουργικά μέρη. Το νάιλον είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό στο SLS.
Από την άλλη πλευρά, λόγω της υψηλότερης θερμοκρασίας που απαιτείται για την πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ, οι χρόνοι ψύξης μπορεί να είναι μεγάλοι. Επιπλέον, το πορώδες ήταν ένα ιστορικό ζήτημα για αυτή τη διαδικασία, και ενώ υπήρξαν σημαντικές βελτιώσεις προς τα πιο πυκνά κλάσματα, ορισμένες εφαρμογές εξακολουθούν να απαιτούν την εναπόθεση με άλλο υλικό για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων.
Τόσο το SLS όσο και το SLA βασίζονται στη διαδικασία ενσωμάτωσης του στρώματος σκόνης και έχουν παρόμοιο τρόπο λειτουργίας. Αλλά σε αντίθεση με το SLA, το SLS δεν χρειάζεται υποστηρικτικές δομές επειδή το κομμάτι περιβάλλεται από σκόνη που δεν έχει φορεθεί. Επίσης, τα μέρη SLA είναι γενικά πιο άκαμπτα από το SLA και έχουν πιο τραχύ φινίρισμα επιφάνειας από το τελευταίο. Επαληθεύω Οι καλύτεροι τρισδιάστατοι εκτυπωτές για αρχάριους κάτω των 500 $.
3. Μοντελοποίηση εναπόθεσης σύντηξης (FDM)
Το FDM, που μερικές φορές αναφέρεται ως Κατασκευή Συντηγμένου Νήματος (FFF), είναι μια δημοφιλής τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί μια διαδικασία σχεδίασης θερμοπλαστικού υλικού. Αυτή η τεχνολογία είναι ένας από τους πιο οικονομικούς τρόπους παραγωγής θερμοπλαστικών εξαρτημάτων και πρωτοτύπων.
Ένας εκτυπωτής FDM δημιουργεί τα αντικείμενα τοποθετώντας στρώματα λιωμένου θερμοπλαστικού μέσα από ένα κινούμενο και θερμαινόμενο ακροφύσιο σε μια πλατφόρμα κτιρίου, όπου ψύχεται και στερεοποιείται. Αν και χρησιμοποιούνται συνήθως, τα τελικά αντικείμενα τείνουν να έχουν τραχιά φινιρίσματα επιφάνειας και απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία και φινίρισμα.
Το FDM είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες για μοντέλα οικιακών εκτυπωτών. Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν εκτυπωτή FDM για να εκτυπώσετε επιτραπέζιες μινιατούρες στο σπίτι.
Το FDM είναι μια από τις λίγες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί θερμοπλαστικά υψηλής ποιότητας για την εκτύπωση εξαρτημάτων που έχουν εξαιρετικές θερμικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες. Τα θερμοπλαστικά νημάτια που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), πολυγαλακτικό οξύ (PLA) και ακρυλονιτρίλιο βουταδιενο στυρόλιο (ABS). Οι κοινές εφαρμογές του FDM περιλαμβάνουν την τρισδιάστατη εκτύπωση κτιρίων και την παραγωγή ζαχαροπλαστικής.
4. Binder Jetting (MBJ)
https://youtu.be/NV9cVofqQ38
Το Binder Jetting (MBJ) είναι μια τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί μια διαδικασία εκτόξευσης βιβλιοδέτη για την κατασκευή μεταλλικών αντικειμένων. Τα αντικείμενα BJ σχηματίζονται με την επιλεκτική εναπόθεση ενός συνδετικού παράγοντα πάνω από ένα στρώμα υλικού σκόνης.
Στο MBJ, ο συνδετικός παράγοντας εναποτίθεται μέσω κεφαλών εκτύπωσης σε ένα στρώμα μεταλλικής σκόνης, παράγοντας αντικείμενα με πολύπλοκες γεωμετρίες. Ο συνδετικός παράγοντας «κολλάει» τη μεταλλική σκόνη μεταξύ τους μέσα και μεταξύ των στρωμάτων.
Για να δημιουργήσετε ένα αντικείμενο, τα στρώματα τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο μέχρι να ολοκληρωθεί το επιθυμητό αντικείμενο. Μόλις ολοκληρωθεί, θα χρειαστεί να εφαρμόσετε τεχνικές μετα-επεξεργασίας, όπως η πυροσυσσωμάτωση, για την παραγωγή λειτουργικών μεταλλικών αντικειμένων.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την τεχνική με διαφορετικά υλικά (ενώσεις άμμου, κεραμικές σκόνες, ακρυλικά), με την προϋπόθεση ότι κολλάνε αποτελεσματικά με τις κόλλες. Η εκτόξευση βιβλιοδέτη σάς επιτρέπει επίσης να προσθέσετε έγχρωμες χρωστικές στο συνδετικό υλικό για την παραγωγή εξαρτημάτων πλήρους έγχρωμης εκτύπωσης.
Το Binder Jetting είναι μια γρήγορη διαδικασία. Ωστόσο, δημιουργούν μέρη με κοκκώδη επιφάνεια που δεν είναι πάντα κατάλληλα για δομικά μέρη. Για το λόγο αυτό, η τεχνολογία είναι ιδανική για τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων και χαμηλού κόστους μαζική παραγωγή λειτουργικών μεταλλικών εξαρτημάτων. επαληθεύω Πώς να χρησιμοποιήσετε το Mixamo για να κάνετε κίνηση προσαρμοσμένων μοντέλων XNUMXD.
5. Ψηφιακή επεξεργασία φωτός (DLP)
Η Digital Light Processing ή DLP είναι μια τεχνολογία πολυμερισμού με πίδακα νερού. Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης λειτουργεί με πολυμερή και μοιάζει πολύ με το SLA. Και οι δύο τεχνικές σχηματίζουν μέρη στρώμα προς στρώμα χρησιμοποιώντας φως για την επιλεκτική σκλήρυνση της υγρής ρητίνης σε μια δεξαμενή.
Μόλις εκτυπωθούν τα εξαρτήματα, θα χρειαστεί να τα καθαρίσετε από την περίσσεια ρητίνης και να τα εκθέσετε σε πηγή φωτός για να βελτιώσετε την αντοχή τους. Όπως το SLA, το DLP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εξαρτημάτων με ακρίβεια διαστάσεων υψηλού επιπέδου.
Οι δύο τεχνολογίες έχουν επίσης παρόμοιες απαιτήσεις για δομές υποστήριξης και μετα-επεξεργασία. Η κύρια διαφορά μεταξύ τους είναι η πηγή φωτός. Το DLP χρησιμοποιεί πιο παραδοσιακές πηγές φωτός, όπως η λάμπα τόξου.
Το DLP μπορεί επίσης να συνεργαστεί με μικρές ποσότητες ρητίνης για την παραγωγή ακριβών εξαρτημάτων, εξοικονομώντας κόστος υλικού και λειτουργίας. Ωστόσο, μερικές φορές η τρισδιάστατη εκτύπωση αποτυγχάνει. Τα καλά νέα είναι ότι μπορείτε πάντα να ανακυκλώσετε αποτυχημένες τρισδιάστατες εκτυπώσεις.
6. Άμεση πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (DMLS) και επιλεκτική τήξη με λέιζερ (SLM)
Και οι δύο τεχνολογίες DMLS και SLM είναι παρόμοιες με τις τεχνολογίες SLS, με τη διαφορά ότι χρησιμοποιούν μεταλλική σκόνη αντί για πλαστικό για τη δημιουργία των εξαρτημάτων. Η διαδικασία χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να λιώσει τα σωματίδια μεταλλικής σκόνης, συγχωνεύοντάς τα στρώμα προς στρώμα. Τα τυπικά υλικά που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν χαλκό, κράμα τιτανίου και κράμα αλουμινίου.
Σε αντίθεση με το SLS, τόσο το DMLS όσο και το SLM χρειάζονται δομές στήριξης λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που απαιτούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Μπορείτε να αφαιρέσετε τις δομές στήριξης στο στάδιο μετά την επεξεργασία.
Επιπλέον, τα τελικά προϊόντα SLM και DMLS τείνουν να είναι πιο δυνατά με λεπτές επιφάνειες. Μια αξιοσημείωτη διαφορά είναι ότι το DMLS θερμαίνει μόνο τα μεταλλικά σωματίδια στο σημείο τήξης ενώ το SLM τα λιώνει εντελώς. Μια άλλη διαφορά είναι ότι η DMLS μπορεί να σφυρηλατήσει εξαρτήματα από κράματα μετάλλων ενώ η SLM παράγει μέρη ενός μόνο στοιχείου, όπως το τιτάνιο. Επαληθεύω Ανασκόπηση Ender 3 Pro: Είναι ο καλύτερος οικονομικός εκτυπωτής XNUMXD;
Ποια είναι η καλύτερη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για το έργο σας;
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή μιας τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης, συμπεριλαμβανομένων των απαιτούμενων υλικών, των οπτικών ή φυσικών ιδιοτήτων του τελικού αντικειμένου και της λειτουργικότητάς του.
Κάθε τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει δυνατά και αδύνατα σημεία που την καθιστούν πιο κατάλληλη για συγκεκριμένα έργα.
Οι πιο κοινές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι η στερεολιθογραφία (SLA), η επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (SLS) και η μοντελοποίηση λιωμένης εναπόθεσης (FDM). Αυτό το άρθρο εξετάζει τους διαφορετικούς τύπους τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης που είναι διαθέσιμες για να σας βοηθήσουν να επιλέξετε την τεχνολογία που ανταποκρίνεται καλύτερα στις απαιτήσεις σας. Τώρα μπορείτε να δείτε Μια εξήγηση για το πώς λειτουργεί ένας XNUMXD εκτυπωτής και τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του.
