Преимущества технологии 3D-печати с использованием технологии FDM

• скорость и простота изготовления моделей

• доступность;

• безопасность, экологическая чистота и нетоксичность большинства материалов;

• точность построения;

• простота использования и обслуживания;

• прочность деталей;

• простота утилизации.

Третья технология аддитивного производства: Струйное моделирование

а) струйная печать похожа на струйную печать документов, но вместо струйной подачи чернил на бумагу 3D-принтеры выпускают струи жидкого фотополимера, который образует слои на модельном лотке и мгновенно фиксируется ультрафиолетовым излучением. Тонкие слои ложатся последовательно и образуют точную трехмерную модель.  Модели  готовы  к использованию  сразу  по извлечении  из 3D- принтера, не требуется никакая дополнительная фиксация. Помимо выбранного модельного материала, 3D-принтер также выпускает струи гелеобразного вспомогательного материала, предназначенного для поддержки выступов и сложных геометрических форм.

Технология обладает множеством преимуществ для быстрого прототипирования, быстро и точно образуя тонкие детали и гладкие поверхности. Технология использует широкий ряд материалов, в том числе жесткие непрозрачные материалы сотен ярких цветов, прозрачные и цветные полупрозрачные тона, гибкие эластичные материалы и специализированные фотополимеры для 3D-печати в высокоточном прототипировании, разработке электронных компонентов, стоматологии, ювелирном производстве, промышленном и архитектурном дизайне. Материал для печати: Фотополимерная смола

б) В струйной печати наночастицами используется жидкость, содержащая наночастицы металлов. Сопла принтера распределяют жидкость по платформе струей или небольшими каплями, в то время как высокая температура внутри корпуса приводит к испарению жидкости, после чего на платформе остаётся лишь слой из металла. К преимуществам данного способа можно отнести печать очень тонких слоёв, гладкую поверхность изделий, высокую детализацию. К недостаткам – высокая цена на сырье.

Используемые материалы: нержавеющая сталь, керамика.

с) DOD: Drop-On-Demand (наплавление с выравниванием слоя летучим резцом). У применяемых принтеров есть две печатающие головки: одна распределяет воскоподобный материал на платформе, а другая создаёт поддержки из растворимого материала. Подобно FDM и SLA принтерам, принтеры DOD следуют заранее заданной траектории и распределяют материал точечно. В принтерах DOD также используется летучий резец для выравнивания каждого слоя, так как для улучшения качества распечатка необходимо создать ровную поверхность перед печатью следующего слоя.

Плюсы: высокая точность печати (печать очень тонких слоёв), гладкая поверхность распечатков, высокая детализация. Минусы: ограниченный выбор материалов для печати. Область применения: высокоточное прототипирование, создание форм для последующего отливки. Используемые материалы: воск.

Четвертая технология аддитивного производства - с труйная печать связующим порошком.    Это специфическая аддитивная технология производства, основанная на использовании порошка и связующего материала. Используется метод производства аналогичный SLS, но вместо спекания или плавления порошка используется связующее вещество (клей), которое вводится в порошок. Для этих целей используется печатающая головка аналогичная головке струйного 3D принтера.

Технология очень проста: есть слой порошка, по нему сверху проходит печатающая головка и избирательно (по форме сечения) наносит специальную связующую жидкость. Свежий слой порошка распространяется по всей поверхности модели, и процесс повторяется. Когда модель завершена, несвязанный порошок автоматически удаляется. Достоинства технологии: цветная печать, долговечные распечатки, отсутствие поддержек, возможность использовать оставшийся после печати материал для новой распечатки; недостатки - невысокая прочность изделий.

Применение технологии: печать на керамической основе идеально подходит для создания архитектурных моделей, форм для литья в песчаную форму, сувениров, украшений. Металлические детали могут быть использованы в качестве функциональных компонентов

– они более дешёвые, чем металлические детали SLM или DMLS, но и их механические свойства хуже.

Используемые материалы: кремнистый песок, гипс, металлы, пластики, песчаные смеси, керамика, кобальт-хром, карбид вольфрама.

Пятая технология аддитивного производства – это печать методом спекания порошков происходит за счёт термической обработки порошкообразного материала. Под тепловым воздействием порошки металла или пластика спекаются либо плавятся слой за слоем, образуя распечаток. Методы спекания порошков отличаются друг от друга используемым источником энергии и видом применяемых порошков. Большинство Powder Bed Fusion принтеров оснащены механизмом для разглаживания тонких слоев порошка в процессе печати. После завершения печати лишний незапекшийся песок удаляют, и остается твердое изделие.

а) при мультиструйной плавке печатающая головка принтера с соплами, аналогичными соплам 2D принтера, распространяет плавящее вещество на тонкий слой порошкового пластика, засыпанного в специальную емкость. По краям слоя модели сопла печатают веществом, препятствующим процессу спекания (так создается контур слоя). Затем, мощный источник инфракрасного излучения проходит над емкостью с порошком и спекает области, покрытые плавящим веществом, оставляя остальную часть порошка нетронутой. Процесс повторяется до тех пор, пока все слои не будут завершены. Достоинства технологии: печать объектов со сложной геометрией; отсутствие поддержек; очень высокая прочность изготовляемых объектов и механические свойства, сопоставимые с самим материалом (а иногда и лучше); разнообразные методы постобработки, позволяющие создавать предметы с гладкой поверхностью. Недостатки технологии: шероховатая поверхность и пористость деталей без постобработки, усадка или деформация деталей во время обработки.

Применение: функциональные прототипы, печать готовых деталей.

Используемые материалы: нейлон

б) Технология выборочного (селективного) лазерного спекания позволяет создавать крепкие пластиковые детали при помощи спекания тонких слоёв порошка лазером (чаще всего, углекислотным) слой за слоем. На платформу насыпается первый слой порошка, и запекается лазером согласно дизайну (лазер вычерчивает поперечное сечение модели по порошку). Затем платформа опускается на толщину одного слоя, сверху засыпается новый слой порошка, и снова обрабатывается лазером. Процесс продолжается до завершения печати всех слоев модели. Потом готовую деталь достают из порошка, прочищают, и, при необходимости, подвергают постобработке.

Плюсы технологии: печать объектов со сложной геометрией; отсутствие поддержек; очень высокая прочность распечатков и механические свойства: разнообразные методы постобработки, позволяющие создавать предметы с гладкой поверхностью; многообразие доступных материалов для печати. Минусы технологии: высокая стоимость принтеров.

Применение: функциональные прототипы, печать готовых деталей.

Используемые материалы: нейлон, нейлон с углеродным волокном, алюмид (материал, состоящий из нейлона, наполненного алюминиевой пылью).