Основные виды технологии 3D-печати

by Waylinl

Table of Contents

  1. Моделирование методом послойного наплавления (FDM)
    1. Как работает FDM 3D-печать
    2. Распространенные приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  2. Стереолитография (SLA)
    1. Процесс печати SLA
    2. Ключевые приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  3. Цифровая обработка света (DLP)
    1. Как работает DLP-печать
    2. Ключевые приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  4. Селективное лазерное спекание (SLS)
    1. Процесс печати SLS
    2. Производственные приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  5. Струйная обработка материала (МДж)
    1. Процесс печати MJ
    2. Типичные применения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  6. Доставка по требованию (DOD)
    1. Процесс печати Министерства обороны США
    2. Промышленное и коммерческое использование
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  7. Песок Связующее Струйное Нанесение
    1. Как работает струйная подача связующего песка
    2. Приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  8. Струйная обработка металлического связующего
    1. Как работает струйная обработка металлического связующего
    2. Приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  9. Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) / селективное лазерное плавление (SLM)
    1. Процесс печати DMLS/SLM
    2. Ключевые приложения
    3. Преимущества:
    4. Недостатки:
  10. Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)
    1. Как работает EBM
    2. Высокопроизводительные приложения
    3. Преимущества
    4. Недостатки
  11. Воплотите свои проекты в жизнь с помощью 3D-печати
  12. Читать далее

3D-печать оказала влияние на многие отрасли промышленности, позволив создавать прототипы, индивидуальные продукты и даже сложные медицинские имплантаты. Хотя существует несколько методов 3D-печати, каждый из которых имеет свои сильные стороны и идеальные применения, важно понимать основные типы. В этой статье будут рассмотрены основы, области применения, плюсы и минусы наиболее распространенных технологий 3D-печати. ​​К ним относятся моделирование методом послойного наплавления (FDM), стереолитография (SLA), цифровая обработка света (DLP), селективное лазерное спекание (SLS), струйная печать материалов, падение по требованию, струйная печать связующим веществом песка, струйная печать связующим веществом металла, прямое лазерное спекание металлов (DMLS), селективная лазерная плавка (SLM) и электронно-лучевая плавка (EBM). Понимая эти методы, вы сможете выбрать правильный подход к 3D-печати для своих нужд.

Краткая сравнительная таблица:

Технологии Использованные материалы Приложения Преимущества Недостатки
FDM Пластик Прототипы, модели Дешево, просто Низкое качество
Соглашение об уровне обслуживания Смолы Гладкие прототипы Отличные детали Дороже
СЛС Полимерные порошки Функциональные части Прочные, долговечные детали Дорогой
Материал струйный Фотополимеры Детали из разных материалов/цветов Прекрасные детали, множество материалов Ограниченное количество материалов
МО Фотополимеры, воск Модели, прототипы Способность работать с несколькими материалами Более медленная скорость
Струйное нанесение связующего (песок) Песок, связующее вещество Формы для литья металла Сложные конструкции Ограниченное количество приложений
Струйное нанесение связующего (металл) Металлический порошок, связующее вещество Металлические детали Гибкость дизайна Требуется постобработка
ДМЛС Металлические порошки Функциональные металлические детали Высокая прочность, сложная геометрия Дорогие, ограниченные материалы
ЭБМ Металлические порошки Высокопроизводительные компоненты Превосходная сила Очень дорого
ДЛП Смолы Гладкие прототипы Высокая точность Ограниченное количество материалов, дорого

Моделирование методом послойного наплавления (FDM)

Как работает FDM 3D-печать

FDM является одной из самых популярных и доступных технологий 3D-печати. ​​Процесс работает путем подачи твердой пластиковой нити через нагретое сопло. Сопло расплавляет пластик и наносит его слой за слоем на рабочую пластину для создания 3D-объекта на основе цифрового дизайна.

Распространенные приложения

FDM/FFF широко используется для прототипирования, разработки продукции, производства инструментов и приспособлений, а также создания концептуальных моделей, художественных проектов и предметов для хобби. Он может использовать ряд термопластичных материалов, таких как PLA, ABS, PETG и специальные нити.

Преимущества

Недостатки

  • Более низкое разрешение и качество поверхности по сравнению с некоторыми другими методами
  • Видимые линии слоев на отпечатках
  • Возможные проблемы как деформация и нанизывание

В целом, FDM/FFF обеспечивает хороший баланс между расходы, простота использования и универсальность для множества применений делают его популярным выбором в 3D-печати.

FDM/FFF is widely used for prototyping, product development, manufacturing tools and fixtures, as well as creating concept models, art projects, and hobby items.

Стереолитография (SLA)

Процесс печати SLA

SLA — это технология 3D-печати, которая использует ванну с жидкой фотополимерной смолой и ультрафиолетовый (УФ) лазер для создания деталей слой за слоем. Лазерный луч прослеживает каждый слой по поверхности смолы, заставляя ее выборочно затвердевать и формировать 3D-объект.

Ключевые приложения

SLA обычно используется для производства высокоточных прототипов, моделей для литья по выплавляемым моделям и конечных деталей в таких отраслях, как стоматология, ювелирное дело и производство продукции. Его способность создавать гладкие поверхности и захватывать сложные детали делает его подходящим для этих применений.

Преимущества

  • Высокая точность и правильность
  • Превосходное качество поверхности
  • Возможность печати сложных геометрических форм и мелких деталей

Недостатки

  • Более дорогие принтеры и материалы по сравнению с FDM 3D печатью
  • Ограниченный ассортимент материалов, в основном фотополимерные смолы
  • Часто требуется последующая обработка, например удаление поддержек.
  • Потенциальные проблемы со здоровьем и безопасностью при работе с жидкими смолами

Несмотря на свою высокую стоимость, технология SLA обеспечивает превосходное качество печати и детализацию, что делает ее ценной для различных задач прототипирования и мелкосерийного производства в различных секторах.

Цифровая обработка света (DLP)

Как работает DLP-печать

ДЛП — еще одна технология 3D-печати, использующая фотополимеры, но вместо лазера она использует проектор для проецирования одного изображения каждого слоя на всю поверхность емкости со смолой. Это быстро затвердевает весь слой объекта за один раз.

Ключевые приложения

DLP хорошо подходит для производства высокоточных прототипов, шаблонов для литья, стоматологических моделей и мелкосерийного производства конечных деталей. Его скорость делает его полезным для приложений, требующих более быстрых сроков выполнения.

Плюсы и минусы

Преимущества

  • Более высокая скорость печати по сравнению с SLA
  • Высокая точность и разрешающая способность
  • Может печатать сложные геометрические фигуры

Недостатки

  • Дороже, чем принтеры FDM
  • Ограниченные возможности материалов на основе фотополимеров
  • Требует осторожного обращения со смолой
  • Может потребоваться дополнительная отделка/пост-отверждение

DLP предлагает чрезвычайно высокое разрешение при относительно высоких скоростях, хотя и по более высокой цене, чем FDM. Это отличный выбор для сложных прототипов, литья и специализированных производственных приложений.

Селективное лазерное спекание (SLS)

Процесс печати SLS

Селективное лазерное спекание (SLS) это процесс 3D-печати, при котором с помощью мощного лазера мелкие частицы полимерного порошка сплавляются в сплошную структуру.Лазер выборочно сканирует и спекает (сплавляет) порошок слой за слоем на основе 3D-модели.

Производственные приложения

SLS обычно используется для функционального прототипирования и производства деталей для конечного использования в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и здравоохранение. Его способность производить прочные, термостойкие детали делает его пригодным для производственных применений.

Преимущества

  • Не требуется никаких опорных конструкций
  • Производит высокопрочные, функциональные детали
  • Можно использовать различные полимерные материалы

Недостатки

  • Дорогие промышленные принтеры
  • Пористая поверхность может потребовать последующей обработки.
  • Строгие требования к условиям эксплуатации
  • Отходы материала из неспеченного порошка

Несмотря на более высокую стоимость, SLS обеспечивает превосходные механические свойства, идеально подходящие для изготовления долговечных прототипов и деталей конечного использования, где прочность и термостойкость имеют решающее значение.

Струйная обработка материала (МДж)

Процесс печати MJ

MJ-печать, также известная как ПолиДжет или печать MultiJet, это метод 3D-печати, при котором жидкие фотополимерные материалы выборочно распыляются и отверждаются слой за слоем с помощью УФ-излучения. Печатные головки одновременно наносят строительный материал и вспомогательный материал.

Типичные применения

MJ преуспевает в производстве высокодетализированных прототипов, концептуальных моделей и конечных деталей в таких отраслях, как дизайн продукта, производство, стоматология, медицина и ювелирные изделия. Его способность печатать несколькими материалами и цветами в одной сборке делает его универсальным.

Преимущества

  • Возможность печати на нескольких материалах и в разных цветах
  • Высокая точность и разрешение мелких деталей
  • Гладкая поверхность часто требует минимальной последующей обработки.

Недостатки

  • Более дорогие принтеры и материалы
  • Вспомогательный материал должен быть удален.
  • Ограниченные возможности материала по сравнению с некоторыми технологиями

Благодаря возможностям многоматериальной печати и высокой точности Material Jetting удовлетворяет разнообразные потребности в прототипировании и производстве, где важными требованиями являются сложные детали, текстуры и цвета.

Доставка по требованию (DOD)

Процесс печати Министерства обороны США

3D-печать Drop on Demand (DOD) Работает путем выборочного нанесения жидких материалов, таких как фотополимеры или воск, на платформу построения в виде капель. Капли выбрасываются через небольшие сопла, когда печатающая головка перемещается по платформе слой за слоем, создавая 3D-объект.

Промышленное и коммерческое использование

DOD обычно используется для моделей визуализации, концептуальных прототипов, литейных моделей и небольших производственных партий. Он находит применение в таких отраслях, как производство, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, ювелирное дело и дизайн продукта.

Преимущества

  • Возможность печати на нескольких материалах и цветах
  • Гладкая поверхность с меньшей потребностью в последующей обработке
  • Экономически эффективно для мелкосерийного производства

Недостатки

  • Более низкие скорости по сравнению с некоторыми технологиями
  • Ограниченные материальные возможности
  • Часто требуются опорные конструкции

Благодаря возможности печати на различных материалах и доступной стоимости при небольших объемах DOD представляет собой универсальный вариант для создания детализированных моделей, прототипов и мелкосерийной продукции в различных секторах.

Песок Связующее Струйное Нанесение

Как работает струйная подача связующего песка

Песок Струйное нанесение связующего это процесс 3D-печати, в котором используются два материала - песок и жидкое связующее. Слои песка наносятся и выборочно соединяются вместе путем нанесения связующего в нужных областях на основе данных 3D-модели. Этот процесс создает твердые песчаные формы или стержни слой за слоем.

Приложения

Sand Binder Jetting в основном используется в литейном производстве и при литье металлов для быстрой 3D-печати песчаных форм и стержней для процессов литья металлов. Он позволяет создавать сложные геометрические конструкции и ускоряет производство по сравнению с традиционными методами формования.

Преимущества

  • Экономически эффективное производство песчаных форм/стержней
  • Позволяет печатать сложные геометрические формы
  • Экологически чистый, так как используется натуральный песок.

Недостатки

  • Печатные формы имеют ограниченную прочность и требуют отверждения.
  • Разрешение может быть ниже, чем у некоторых других процессов 3D-печати.
  • Применение в основном ограничивается производством песчаных форм/стержней

Хотя технология Sand Binder Jetting ограничена литейным производством, она предлагает экономически эффективное решение для аддитивного производства, позволяющее быстро создавать сложные песчаные формы и стержни для литья металлов.

Струйная обработка металлического связующего

Как работает струйная обработка металлического связующего

Metal Binder Jetting создает детали слой за слоем с использованием двухкомпонентной системы металлического порошка. Тонкие слои металлического порошка наносятся, а жидкое связующее избирательно соединяет их на основе данных 3D-модели, образуя «зеленую деталь». Эта зеленая деталь проходит дальнейшую обработку, такую ​​как удаление связующего, спекание и инфильтрация, чтобы получить конечный плотный металлический компонент.

Приложения

Эта аддитивная технология находит применение в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская, для производства сложных геометрических металлических деталей и компонентов. Она позволяет производить по запросу индивидуальные металлические детали, инструменты и функциональные прототипы.

Преимущества

  • Производит металлические детали высокой плотности и высокого качества с хорошими свойствами материала.
  • Обеспечивает свободу дизайна и геометрическую сложность, которую трудно преодолеть с помощью традиционных методов
  • Экономичность по сравнению с некоторыми другими процессами 3D-печати по металлу

Недостатки

  • В настоящее время имеется ограниченный ассортимент совместимых материалов.
  • Требует дополнительных этапов постобработки, таких как удаление связующего и спекание.
  • Качество готовой детали может варьироваться в зависимости от параметров процесса.

Благодаря сочетанию гибкости конструкции, экономической эффективности и возможности создания металлических деталей полной плотности технология Metal Binder Jetting становится все более привлекательным выбором для удовлетворения требований промышленного производства металлических деталей.

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) / селективное лазерное плавление (SLM)

Процесс печати DMLS/SLM

DMLS и SLM являются похожими процессами аддитивного производства, которые создают металлические детали слой за слоем с помощью мощного лазера. Тонкие слои мелкого металлического порошка равномерно распределяются, и лазер выборочно расплавляет или спекает частицы порошка вместе на основе данных 3D-модели, сплавляя металл для формирования детали.

Ключевые приложения

Технологии DMLS/SLM широко применяется в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобильной, медицинской и стоматологической промышленности благодаря их способности производить очень сложные, прочные металлические компоненты с превосходными механическими свойствами и разрешением деталей. В аэрокосмической промышленности они используются для легких структурных деталей и компонентов двигателей. В автомобильном секторе они позволяют создавать функциональные прототипы и производственные детали. Медицинские приложения включают имплантаты для пациентов и хирургические направляющие. В стоматологии DMLS/SLM находит применение в производстве коронок, мостов и каркасов съемных частичных зубных протезов.

Medical applications include patient-specific implants and surgical guides.

Преимущества:

  • Производит прочные металлические детали высокой плотности с хорошими свойствами материала
  • Позволяет создавать сложные геометрические формы, которые трудно реализовать при традиционном производстве.
  • Детали практически не требуют последующей обработки

Недостатки:

  • Дорогой промышленные принтеры и металлические порошки
  • Ограниченный выбор материалов по сравнению с некоторыми технологиями
  • Необходимы опорные конструкции, которые необходимо удалить
  • Высокое потребление энергии

Технологии DMLS и SLM, обеспечивающие исключительную свободу проектирования в сочетании с возможностью создания прочных функциональных металлических деталей, представляют собой универсальные решения для производства высокопроизводительных компонентов в различных секторах.

Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)

Как работает EBM

EBM — это процесс 3D-печати который использует сфокусированный электронный луч в высоком вакууме для выборочного расплавления слоев металлического порошка в соответствии с цифровой 3D-моделью. Электронный луч нагревает и расплавляет частицы металлического порошка, заставляя их сплавляться и затвердевать, образуя нужную деталь слой за слоем.

Высокопроизводительные приложения

Технология EBM хорошо подходит для производства высококачественных, полностью плотных металлических деталей с превосходными механическими и термическими свойствами. Она находит применение в отраслях, где требуются высокопроизводительные компоненты, например, в аэрокосмической промышленности для деталей авиационных двигателей и структурных компонентов, в автомобильной промышленности для высоконагруженных компонентов, таких как лопатки турбин, в медицине для индивидуальных ортопедических и зубных имплантатов и в энергетике для деталей, используемых в газовых турбинах и оборудовании для генерации электроэнергии.

high-performance components such as aerospace for aircraft engine parts and structural components

Преимущества

  • Создает детали со снятым напряжением и превосходными механическими свойствами
  • В большинстве случаев нет необходимости в опорных конструкциях
  • Высокая скорость печати по сравнению с некоторыми процессами 3D-печати по металлу
  • Можно использовать ряд высокопроизводительных металлических материалов

Недостатки

  • Чрезвычайно дорогое промышленное оборудование и эксплуатационные расходы
  • Требуются высокоспециализированные объекты и квалифицированные операторы
  • Ограниченная совместимость материалов по сравнению с некоторыми технологиями
  • Ограничения по размеру детали из-за размеров рабочей камеры

Несмотря на высокие затраты и особые эксплуатационные требования, технология EBM обеспечивает уникальные преимущества при производстве прочных, высоконадежных металлических деталей для сложных применений в различных отраслях промышленности, где требуются высокопроизводительные компоненты.

Воплотите свои проекты в жизнь с помощью 3D-печати

В этой статье рассматривается широкий спектр процессов 3D-печати — от настольных FDM и SLA для доступного прототипирования до промышленной SLS для долговечных производственных деталей. Многоматериальные технологии позволяют создавать сложные, разноцветные объекты. Прямое лазерное спекание металла и струйная обработка связующим веществом производят высокопроизводительные металлические компоненты с гибкостью дизайна. Специализированные процессы, такие как электронно-лучевая плавка, создают чрезвычайно прочные детали для требовательных отраслей. По мере развития 3D-печати с улучшением материалов, более высокими скоростями и более высокой точностью ее внедрение будет расти в потребительском и промышленном секторах. Выберите правильную технологию 3D-печати, чтобы превратить свои идеи в реальность.

Читать далее

    Back to Новости 3D-печати