Виды
Технологии 3D-печати
FDM
FFF-принтеры (Fused Filament Fabrication, «производство методом наплавления нитей»), также известны как принтеры FDM (от Fused Deposition Modelling, «моделирование методом наплавления»). Представляют собой устройства для создания трехмерных объектов, как понятно из названия, путем послойного нанесения на рабочую поверхность расплавленного термопластика.
После нанесения каждого слоя рабочая пластина опускается, наносится еще один слой – процесс повторяется до тех пор, пока не будет получен готовый элемент. Преимущество использования этой технологии – широкий спектр используемых материалов (АБС, ПЛА, ПК, ПК-АБС, ППСФ, гибкие материалы с добавками дерева, углерода или металлов и т. Д.), Возможность строительства больших элементов и высокая устойчивость к повреждениям. Технология FFF относительно дешевая, как с точки зрения покупки устройства, так и расходных материалов. В этой технологии материал (нить) наматывается на катушку, установленную внутри принтера. Во время печати устройство подачи раскатывает материал с катушки и подает его в экструдер. В экструдере нить нагревается до температуры плавления, а затем вытекает через сопло, оставляя печатный слой на рабочей платформе. В зависимости от модели принтера катушки с нитью также могут быть установлены вне корпуса принтера или на полностью внешней подставке.
DLP
DLP (Digital Light Processing) – процесс печати заключается в отверждении фотополимеров (светочувствительных материалов) с помощью прожектора, который устанавливается под контейнером со смолой.
Идеальная, очень гладкая поверхность и необычайная точность печати делают эту технологию идеальной для медицины, ювелирного дела и любой другой области, где требуется высокая точность. Одна из ее особенностей заключается в том, что весь слой облучается и, таким образом, отверждается одновременно. В отличие от технологии SLA, где слои выборочно отверждаются лазером – в DLP свет проектора отверждает весь слой сразу. Продукты печати, выполненные по этой технологии, отличаются высокой точностью до нескольких десятков микрон и идеально гладкой внешней поверхностью, благодаря чему они используются в ювелирном деле, стоматологии и протезировании. В принтерах для печати могут использоваться биомедицинские смолы, разрешенные для контакта с тканями тела, литейные смолы, популярные в ювелирных изделиях.
SLA (стереолитография)
SLA – это один из старейших методов быстрого прототипирования, который включает в себя полимеризацию жидкой смолы при отражении лазерного луча от зеркала.
В емкость с жидкой смолой рабочий стол погружается на глубину необходимого слоя, а затем лазерный луч укрепляет его, перемещаясь по оси XY и отслеживая форму объекта. Затем стол поднимается на следующий уровень, и процесс повторяется. Благодаря этой технологии можно получать очень точные формы, прозрачные и тонкостенные модели. Как и любой метод, этот также имеет недостатки, самым большим из которых является высокая токсичность используемых смол и необходимость хранить их вдали от света. Также нельзя комбинировать несколько цветов и материалов в одном производственном процессе. После того, как готовая модель будет напечатана, ее необходимо очистить от остатков неотвержденной смолы, например, с помощью ванны в изопропиловом спирте, и удалить поддерживающие элементы – отсутствие навыков в этом отношении может привести к повреждению распечатки. После этого готовую модель следует просушить и облучить УФ-лампой.
Cравнение FDM, DLP и SLA
От FDM стереолитография отличается более монолитными принтами, даже с одинаковой заданной толщиной слоя. На фото: принты FDM и SLA, слой обеих моделей — 0,1 мм.
SLA дает более гладкие поверхности, по сравнению не только с FDM, но и с DLP. Так получается потому, что DLP проецирует слои картинкой из пикселей, а луч лазера в SLA движется непрерывно, что дает ровный, не пикселизованный слой.
SLS
SLS (селективное лазерное спекание) – это технология 3D-печати, которая предполагает спекание последовательных слоев порошкового материала с помощью лазерного луча.
На рабочий стол 3D-принтера насыпается порошкообразный полимер, на который направляется лазерный луч, благодаря чему он избирательно плавит материал. Затем рабочая пластина опускается, и на нее наносится еще один слой порошка, который также спекается.
PolyJet
PolyJet (струйная обработка полимеров) – производственный процесс, аналогичный печати на лазерном принтере. Технология заключается в нанесении на рабочий стол тонких слоев смолы с последующим их отверждением УФ-лампой.
Модели, напечатанные в этой технологии, отличаются высокой точностью и идеально гладкой поверхностью, поэтому их можно использовать, например, в качестве базовых моделей для создания силиконовых форм. Для опор печати используется специальный гель, который удаляется вручную или с помощью мойки высокого давления после завершения печати. Одним из недостатков этой технологии, о котором стоит упомянуть, является относительно низкая термостойкость напечатанных моделей – 45-90 градусов Цельсия (в зависимости от используемого материала).
Характеристики
| Тип | Материалы для печати | Скорость печати | Хрупкость | Толщина слоя | Подверженность деформации | Точность |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FDM | Различные пластики, такие как:
|
от 50 до 150 мм/с | хрупкие | 50-400 мкм (наиболее часто: 200 мкм) | Возможная усадка во время охлаждения, большие плоские детали и острые углы также подвержены деформации |
± 0,5% (до ± 0,5 мм) — настольные ± 0,15% (до ± 0,2 мм) — промышленные |
| SLA | Различные фотополимерные смолы, такие как
|
20-36 мм/с | очень хрупкие | 25 — 100 мкм (наиболее часто: 50 мкм) | возможно скручивание ,механические свойства ухудшаются под воздействием света |
±0,5% (до ± 0,10 мм) — настольные ± 0,15% (до ± 0,05 мм) — промышленные. |
| LOM |
|
- | твердые | 100 мкм | возможно размягчение водой | ± 0,2 мм |
| SLS | Термопласты, такие как:
|
48мм/с | твердые | 80 — 120 мкм (наиболее часто: 100 мкм) | возможна усадка и деформация при остывании вновь спеченного слоя | ± 0,3% (до: ± 0,3 мм) |
| PolyJet | Фотополимерный пластик |
>150мм/c | хрупкие | 16-30 мкм (наиболее часто: 16 мкм | большинство светочувствительны, разрушаются |
± 0,1% (до ± 0,05 мм) |
