Põhjalik juhend 3D-printimise tehnoloogiate kohta

3D-printimine muudab meie elu revolutsiooniliseks, sarnaselt sellele, kuidas autod kunagi transporti muutsid ja internet muutis teabe levitamist ümber. Kas olete valmis seda muutust omaks võtma ja 3D-printimise tehnoloogiat mõistma?

Mis on 3D printimine?

Esmalt mõistame, mis on 3D printimine.

3D printimist saab võrrelda koogi küpsetamisega. Sega kõik koostisosad kokku ja kihita need küpsetusplaadile. Kui materjal tahtub, on sul kook. Sarnaselt moodustab 3D-printimine tahke objekti, lisades materjalikiht kihilt.

3D-printimine, tuntud ka kui täiendav tootmine, kasutab digitaalseid mudelifaile ja printerit spetsiaalsete materjalide, näiteks plastiku või pulbermetalli kihtide virnastamiseks, ehitades otse keerukaid kujundeid. 3D-printimisel kasutatavate materjalide valik on suur, alates plastist, keraamikast, metallidest ja isegi bioloogilistest kudedest, mis rahuldavad erinevaid vajadusi.

Millised 3D-printimise tehnoloogiad on olemas?

Niisiis, milliseid 3D printimise tehnoloogiaid on olemas?

3D printimistehnoloogiaid on mitmeid tüüpe, mida saab liigitada vastavalt kasutatud materjali tüübile ja protsessile. Need hõlmavad ekstrusioonipõhist, vaigupõhist, pulbripõhist ja pihustamist 3D-printimist järgmiselt:

1. Ekstrusioonipõhine 3D printimine

Need meetodid kasutavad materjali (tavaliselt termoplastist filamenti), mida kuumutatakse ja pressitakse läbi otsiku. Materjal kõveneb jahutamisel, moodustades 3D objekti. Kõige tüüpilisem neist on Fused Deposition Modeling (FDM) printimine.

● Fused Deposition Modeling (FDM): See on üks levinumaid 3D-printimistehnoloogiaid. See ekstrudeerib termoplastist filamenti, soojendab selle sulamispunktini ja ekstrudeerib selle kiht kihilt kolmemõõtmelise objekti loomiseks. 3D-trükitud majade populaarsed online-videod kasutavad FDM tehnoloogiat. Seda tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt prototüüpide tootmiseks, osade tootmiseks ja tarbekaupade tootmiseks. Näiteks LEGO kasutab FDM-i uute telliste prototüüpide loomiseks.

Praegu on FDM 3D printimistehnoloogia üsna küps ning vastavate FDM printerite täpsus ja printimiskiirus paranevad pidevalt. HPRT F210 High Precision FDM 3D Printer on selle suurepärane näide.

Sellel 3D-printeril on täismetallist integreeritud kere ja V-kujulised rullid sujuvaks ja stabiilseks liikumiseks, madalaks müratasemeks ja kulumiskindluseks, tagades pika kasutusea. Selle kütteplaat kasutab tugeva haarduvusega kvaliteetset klaasplatvormi, mis takistab trükitud mudeli väändumist ja võimaldab mudeli kiiret käsitsi eemaldamist.

F210 3D printeril on intelligentne kaitsesüsteem, mis toetab elektri väljalülitamise jätkumist, kõrvaldades mured ootamatute elektrikatkestuste pärast printimisprotsessi ajal, säästes aega, materjale ja meelerahu. Lisaks on sellel kasutajasõbraliku interaktiivse disainiga kasutajaliidese ekraan, mis muudab tööseaded lihtsaks ja printimise edusammud selgeks, võimaldades algajatel kiiresti alustada.

HPRT F210 3D printer ühildub erinevate hõõgniitidega nagu PLA, TEPG ja TPU. See printer pakub suurt printimistäpsust kuni ±0,2 mm ja pakub erakordset kvaliteeti suurepärase hinnaga. Nagu hobi 3d printer, see sobib ideaalselt isikupärastatud käsitöö loomiseks. Võrgus on tasuta allalaadimiseks saadaval arvukalt 3D printerimudeleid, järgige lihtsalt mudeli arvutisse importimiseks kasutusjuhendit ja F210 3D printer saab printida teie kujutlusvõime tööd.

2. Vaik 3D printimine

Need trükitehnoloogiad kasutavad materjalina peamiselt valgustundlikku vaigu. Kui valgustundlik vaik puutub kokku teatud tüüpi valgusega (tavaliselt ultraviolettvalgusega), läbib see kõvenemisreaktsiooni. Sel viisil saab vaigu virnastada ja tahkestada kiht kihilt tahkete esemete valmistamiseks. Tavalised tüübid hõlmavad stereolitograafia (SLA) ja vedelkristallkuvari (LCD) 3D printimise tehnoloogiaid.

● Stereolitograafia (SLA): SLA on varasim 3D printimistehnoloogia. See kasutab peamiselt vedela valgustundliku vaigu omadust kiireks tahkeks ultraviolettlaser kiirguse käigus. Arvuti kontrolli all skaneerib laserkiir vedeliku pinna, põhjustades vaigu skaneeritud ala tahkestumise ja moodustades õhukese vaigukihi. Seda protsessi korrates moodustub kogu toode.

SLA tehnoloogiat kasutatakse peamiselt erinevate vormide ja mudelite valmistamiseks. Seda saab kasutada ka täpsusvalimiseks, lisades toorainele muid komponente. Töödeldav detail pärast trükkimist vajab järeltöötlust, näiteks tugevat valguskiirgust, galvanoplastia, värvimist või värvimist, et saada lõpptoode. SLA trükitud toodetel on suur täpsus ja hea pinnatöötluse efekt, mistõttu need sobivad väga hästi peenete mudelite, näiteks hambaravimudelite ja ehtede valmistamiseks.

● Vedelkristallkuvari (LCD) 3D printimine: see on kujunev 3D printimise tehnoloogia. Valgusallikana kasutatakse vedelkristallpaneeli. Vedelkristallpaneeli pikslilülitite kontrollimisel projitseeritakse UV-valgusallika valgus valgustundlikule vaigule eelseadistatud kujul, põhjustades selle tahkestumise ja mudeli moodustamise. LCD 3D printimistehnoloogia on populaarne oma kõrge efektiivsuse ja madalate kulude poolest ning seda kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu hambaarst, ehted ja mänguasjade tootmine.

3. Pulber 3D printimine

Need meetodid kasutavad pulbrilisi materjale, mis on selektiivselt sulatatud või kokku liidetud. Peamised printimistehnoloogiad on praegu selektiivne laserpaagutamine (SLS), selektiivne lasersulatamine (SLM) ja pulbri voodi fusioon (3DP).

● Selektiivne laserpaagutamine (SLS): SLS kasutab laserit pulbrilise materjali paagutamiseks, kombineerides selle tahke struktuuri loomiseks. Seda kasutatakse sageli nailoniga ja see võib toota kõrge tugevusega ja keerukate geomeetriliste kujunditega osi. SLS-i kasutatakse tavaliselt lennundus- ja autotööstuses funktsionaalsete osade tootmiseks. Näiteks kasutab BMW oma autode osade tootmiseks SLS 3D printimistehnoloogiat.

● Selektiivne lasersulatus (SLM): Seda 3D-printimistehnoloogiat kasutatakse peamiselt metallipulbri materjalide jaoks. Selle tööpõhimõte on kasutada pulbriplaadi skaneerimiseks kõrge energiaga laserkiirt, sulatades metallipulbri kihi kihilt vastavalt CAD mudeli ristlõike andmetele, moodustades tahke kolmemõõtmelise objekti. See meetod võib toota keerukate geomeetriliste kujundite ja sisekonstruktsioonidega osi, mis sobivad erinevatele tööstusharudele, nagu kosmosetööstus, autotööstus, meditsiini ja tootmine.

Võrreldes teiste 3D-printimispulbritehnoloogiatega suudab SLM luua suurema tihedusega ja suurepäraste mehaaniliste omadustega osi, muutes selle väga kasulikuks rakendustes, mis nõuavad suurt tugevust ja vastupidavust. SLM-trükkimisprotsessis osalevate suure energiaga laserite tõttu on seadmete maksumus, tööprobleemid ja ohutusprobleemid suhteliselt olulised.

● Powder Bed Fusion (3DP): 3DP on 3D-printimistehnoloogia, mis kasutab pulbervoodit ja sideainet. See pihustab sideaine pulbripinnale, sidudes pulbriosakesed kokku tahke kihi moodustamiseks. Seejärel lisatakse uus pulbrikiht ja seda protsessi korratakse, kuni trükk on lõppenud. 3DP tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt arhitektuuris, kunstis ja biomeditsiinis tänu oma võimele trükkida komplekssete sisemiste struktuuridega osi.

Praegu on alumiiniumisulami sideainete pihustamise 3D-printimisel toimunud mõningaid läbimurdeid. Tulevikus eeldatakse, et seda tehnoloogiat kasutatakse elektriautode, elektrilennukite jms osade 3D printimiseks.

4. Jetting 3D printimine

Need meetodid realiseerivad peamiselt trükkimist, kustutades trükipea tahkestatud materjali tilgad välja. Peamised tehnoloogiad on PolyJet 3D printimine, ColorJet Printing (CJP), MultiJet Printing (MJP) ja Multi Jet Fusion (MJF).

● PolyJet 3D printimine: PolyJet tehnoloogia on sarnane tindipritsiprinteritega, pihustades vedelate fotopolümeeride kihte ehitussalvele, mis seejärel kohe ultraviolettvalgusega kuivatatakse, kogunedes aeglaselt kiht kihilt kuni täielik 3D mudel on ehitatud. Seda meetodit kasutatakse sageli detailsete prototüüpide, vormide ja isegi mitmevärviliste mudelite loomiseks. Praegu kasutavad mõned kingafirmad PolyJet 3D printimist detailsete ja realistlike kingaprototüüpide loomiseks.

● ColorJet Printing (CJP) ja MultiJet Printing (MJP): CJP ja MJP on kaks 3D printimise meetodit, mis kasutavad jet tehnoloogiat. CJP kasutab pulbervoodit ja värvilist sideainet, mis võimaldab trükkida täisvärvilisi osi. MJP suudab samaaegselt pihustada mitut materjali, luues erinevate füüsikaliste omadustega komposiitosi. Mõlemad tehnoloogiad on populaarsed oma suure täpsuse ja hea pinnakvaliteedi poolest ning neid kasutatakse laialdaselt prototüüpide valmistamisel, haridusel ja kunstilisel loomisel.

● Multi Jet Fusion (MJF): HP väljatöötatud MJF kasutab peeneteralist pulbrit ja ühendab selle sideainega. Seejärel rakendatakse üksikasjalikku ainet, mis kuumusega kombineerituna tahkestab osa. MJF on tuntud oma kiiruse ja võime poolest toota keerukaid geomeetrilisi osi ning seda kasutatakse sageli auto- ja tarbekaupade tööstuses. Näiteks kasutab BMW MJF-i autode osade tootmiseks.

3D-printimise tehnoloogia arengupotentsiaal on lõputu. Kas meditsiinis, arhitektuuris, hariduses või kunstis ja disainis avab 3D-printimine uusi võimalusi. Selles protsessis teevad 3D printeritootjad nagu HPRT pidevalt uuendusi, pühendunud tõhusamate ja täpsemate 3D printimistoodete väljatöötamisele, mis vastaksid erinevate valdkondade vajadustele. Meil on põhjust uskuda, et 3D-printimise tulevik on veelgi laiem.