3D‑модель в формате STL передается в программное обеспечение 3D‑принтера. Программа располагает модель в виртуальном пространстве рабочей камеры. Затем программа автоматически генерирует элементы вспомогательных конструкций (из специального материала поддержки) и проводит расчет количества расходных материалов, а также времени печати прототипа. Перед запуском процесса модель разделяется на горизонтальные слои и производится расчет путей перемещения печатающей головки.
Затем запускается процесс непосредственной 3D‑печати: катушка из термопластичной нити загружается в принтер. Как только сопло достигнет необходимой температуры, нить подается в экструдер и в сопло, где она плавится и послойно укладывается согласно данным математической 3D‑модели, а затем охлаждается и затвердевает. Иногда охлаждение материала ускоряется благодаря использованию вентиляторов, прикрепленных к экструдеру.
После завершения процесса построения изделия вспомогательные конструкции удаляются (вручную или растворяются в специальном растворе).
В емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа, на которой будет происходить выращивание прототипа. Изначально платформа устанавливается на такой глубине, чтобы ее покрывал тончайший слой вещества, толщиной всего 0.05-0.13 мм — по сути это и есть толщина слоя в лазерной стереолитографии. Далее включается лазер, воздействующий на те участки полимера, которые соответствуют стенкам заданного объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается ровно на один слой, то есть на глубину 0.05-0.13 мм.
После завершения печати объект погружают в ванну со специальным составом для удаления лишних элементов и полной очистки. Затем — финальное облучение светом для окончательного отвердевания. Как и другие методы 3D-прототипирования, SLA требует печати поддерживающих структур, которые затем удаляются.
Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои толщиной 20-100 мкм для создания 2D-изображения каждого слоя изделия. STL-файл поступает в специальное машинное ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины.
На основе полученных данных запускается производственный цикл построения, состоящий из множества циклов построения отдельных слоев изделия.
Цикл построения слоя состоит из типовых операций:
Процесс печати по технологии Selective Laser Sintering заключается в послойном спекании частиц порошкообразного материала до образования физического объекта по заданной CAD-модели. Спекание материала происходит под воздействием луча одного или нескольких лазеров. Перед началом процесса построения расходный материал разогревается почти до температуры плавления, что облегчает и ускоряет работу SLS-установки.
Процесс построения по технологии SLS аддитивен. То есть печать изделия происходит слой за слоем снизу вверх. Специальный равняющий механизм подает порошок из камеры с расходным материалом в камеру построения. Затем лазер «прожигает» слой изделия на основе компьютерной модели. После этого в камеру построения подается следующий слой материала. Процесс повторяется до тех пор, пока объект не будет полностью построен. В ходе печати платформа построения постоянно опускается вниз (шаг равен толщине печатного слоя). Таким образом, зона взаимодействия материала и луча лазера всегда находится на одном уровне.
SLS-процесс не нуждается в использовании специальных материалов поддержки. В качестве опорных структур для строящейся модели здесь выступает неиспользованный порошок (который после извлечения готового объекта очищается и может снова использоваться для печати).
3D-принтер, работающий по технологии CJP, состоит из двух частей: камера построения изделия, в которую загружается модельный материал, и камера очистки, где происходит удаление лишнего материала.
Производство прототипа происходит послойно. Сначала материал модели равномерно тонким слоем распределяется по всей плоскости платформы камеры построения. Затем на этот слой наносится связующее вещество, склеивая и окрашивая частицы материала между собой согласно компьютерной 3D-модели.
После нанесения клея платформа смещается вниз на толщину слоя. После смещения печатающая головка снова начинает свое запрограммированное движение, печатая модель слой за слоем.
Печатающий блок 3D-принтера тонкими слоями (16-30 мкм) распыляет материал модели и материал поддержки, согласно данным математической 3D-модели. Каждый слой полимеризуется светом ультрафиолетовой лампы сразу же после нанесения. В итоге получается объект, не требующий какой-либо дополнительной обработки поверхности. Модель, отпечатанную по технологии PolyJet, можно использовать сразу же после завершения процесса печати.
