Ч.Халлом, основатель фирмы «3D Systems», известен тем, что ввел термин «стереолитография». Эта технология дает возможность изготавливать максимально точные и сложные изделия, применяемые в SLA-материалы выгодно отличаются прочностью, влагостойкостью, прозрачностью, легкостью обработки, возможностью склеивания и покраски.
", "С помощью SLA можно строить изделия практически любых габаритов быстро и точно. Шаг построения определяет качество поверхности. Самые современные принтеры Project имеют высочайшую точность среди аналогов и выдерживают толщину слоя в пределах 0,025 - 0,05 мм. Данная технология позволяет SLA-принтерам создавать прочные изделия с гладкой поверхностью и отчетливой проработкой мельчайших деталей. Среди недостатков можно выделить низкую скорость изготовления.
Алгоритм создания 3Д-моделей принтером по технологии SLA:
1. Строительная платформа погружается в резервуар с жидким, чувствительным к свету фотополимером.
2. Над резервуаром расположен ультрафиолетовый лазерный луч, который вырисовывает на поверхности фотополимера контуры 1-го слоя изделия.
3. Ультрафиолетовый лазер заставляет фотополимер затвердевать в местах прохождения луча. После затвердевания фотополимер превращается в очень прочный пластик.
4. Потом происходит погружение строительной платформы в резервуар на глубину, равную толщине слоя, чтобы жидкий фотополимер снова покрыл верхнюю часть изготавливаемого изделия.
5. Лазер снова очерчивает на жидком фотополимере очередной слой изделия, происходит повтор процесса. И так - слой за слоем - формируется нужный объект.
Преимущества 3D принтеров на SLA-технологии определяются особенностями жидкого материала поддержки:
а) возможная деформация платформы не влияет на равномерность толщины слоя;
б) выступы, консоли на краях модели стабилизированы;
в) не допускается расслаивания в проблемных местах изделия;
г) извлекать изделие из резервуара просто.
Одной из наиболее востребованных технологий при создании трехмерных объектов считается технология лазерной стереолитографии - SLA.
Это технология аддитивного производства моделей, прототипов, готовых изделий из жидких фотополимерных смол. Процессу ее отверждения способствует облучение УФ-лазером или другим схожим источником энергии. При этом гарантирована предельно высокая точность в воспроизведении геометрии и отличное качество поверхности изготовленной продукции.
Этапы работы по технологии SLA
Прототип выращивается на стекле или сетчатой платформе, которая помещается в емкость с фотополимером. Она устанавливается на глубине, которая покроет тончайший слой материала (50-100 мкм) по всей плоскости.
Лазер воздействует на участки полимера, соответствующие стенкам заданного объекта, это вызывает их локальное затвердевание.
Платформа помещается в емкость с жидкой смолой на один заданный слой.
Объект погружается в ванну со специальным составом для удаления лишних элементов и полной очистки.
Заключительное облучение для отвердевания.
Достоинства технологии
Возможность качественного изготовления моделей сложных с точки зрения геометрии фигур.
Предельная точность построения слоев без каких-либо видимых следов «ступенчатости» и отличное качество поверхности готового изделия
Легкость обработки прототипа
Экономичность расходного материала для разработки и поддержки прототипа
Низкий уровень шума производства деталей
Установки и материалы для печати
В Центре объемной печати 3D Vision используется от компании с камерой построения, размерами 266 х 175 х 193 мм. Он идеально подходит производства небольших прототипов, а также, благодаря минимальному количеству отходов при печати, используется в серийном производстве. Принтер работает с деталями разной геометрической сложности, а поверхность отпечатанной продукции лишена эффекта «лестницы».
Материалы для SLA-печати обладают широким спектром механических свойств. Среди них есть как полимеры, имитирующие возможности ABS-пластика (ABS 3SP Flex с пластичными свойствами, ABS 3SP Tough и ABS TRU 3SP жесткие и стабильные модели), так и высокотемпературные материалы (E-Denstone 3SP Peach) для концептуального моделирования. Кроме того, существует прозрачный материал с пластичными свойствами (E-Glass 3SP).
Практическое применение
Медицина . Модель EnvisionTEC Ortho предлагает большие возможности для продуктивной работы в области ортодонтии и челюстно-лицевой хирургии. Данная модификация 3D-принтера незаменима для быстрого построения высокоточных и качественных стоматологических моделей. Принтер может изготавливать ортодонтические скобы и другую подобную продукцию в больших количествах.
Литье по выжигаемым моделям. Если нужно получить металлическую деталь, можно сделать следующее: SLA-модель заливается формовочной смесью, прокаливается при высоких температурах (до 1000 °С). При этом происходит полное выгорание пластика, на его место в образовавшуюся форму под вакуумом заливается металл. После его застывания форма разрушается, деталь извлекается.
Аэрокосмическая и автомобильная промышленность, электронные товары широкого потребления.
Научные исследования. SLA-технология – неизменный помощник в научно-исследовательской деятельности. Модели обладают достаточной прочностью и прозрачностью, поэтому имеется возможность визуализации газо- и гидродинамических потоков внутри моделей.
Искусство. Благодаря технологии лазерной стереолитографии сравнительно на новый уровень возможностей выходят скульпторы, модельеры и ювелиры. Процесс 3D-печати прототипов значительно уменьшает время на тестирование экспериментальных образцов, а это в свою очередь благоприятно влияет на скорость и качество создания ювелирного изделия или скульптуры.
Отсутствие ограничений в геометрии изготавливаемого объекта, низкая стоимость и экономичность процесса, а также высокое качество поверхности готового изделия делают SLA-печать универсальным решением любой задачи из мира аддитивного производства. Специалисты 3D Vision готовы помочь вам в этом. Наша компания ценит время и клиентов, поэтому любой проект будет разобран до мелочей, а затем – выполнен максимально быстро и качественно.
На сегодняшний день существует несколько технологий засвечивания полимера в фотополимерных принтерах процесса «полимеризация в ванне».
Но из них можно выделить три основных:
1) Классический SLA принтер с засвечиванием лазерным лучом (далее по тексту - SLA-принтер).
Лазерный луч через систему развертки (которая может быть реализована различными способами) засвечивает фотополимер, последовательно «оббегая» ванну. Модель формируется за счет включения-отключения лазера.
2) Принтер с засветкой фотополимера при помощи DLP-проектора (далее по тексту - DLP-принтер)
Фотополимер засвечивается DLP-проектором, который по-кадрово выводит сечение формируемой детали.
3) Принтер с засветкой фотополимера светодиодной УФ-матрицей с использованием в качестве маски доработанный LCD-дисплей (далее по тексту - LCD-технология).
Фотополимер засвечивается светодиодной матрицей, изображение формируется за счет LCD-дисплея, который по-кадрово выводит сечение формируемой детали.
Если отличия классической LSA технологии от DLP и LCD очевидны, то DLP и LCD-технологии засвечивания часто путают, что неправильно, т.к. каждая из этих технологий имеет свои особенности, которые влияют на возможности принтера, качество печати, и т.п.
Ниже дано краткое сравнение этих трех технологий по ряду параметров.
1. Размер области печати по XY
SLA-принтер - не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость (лучу надо успеть «оббежать» большую площадь.
DLP-принтер - не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость печати и ниже разрешающая способность принтера.
LCD-принтер - область печати жестко привязана к размеру LCD-дисплея.
2. Скорость печати
SLA-принтер - самый «медленный» из трех технологий. Связано это с последовательной засветной и низкой мощностью лазера.
DLP-принтер - самый «быстрый», связано с высокой мощностью проектора.
LCD-принтер - «средний» по скорости печати. Скорость печати связана с мощностью УФ-матриц. Мощность матрицы увеличивать бесконечно нельзя, т.к. мощные матрицы требуют мощного охлаждения, и начинают «пробивать» «трафарет» из LCD-дисплея.
SLA-принтер - минимальная
DLP-принтер - максимальная. Высокая засветка связана как с большой мощностью ламп проектора, так и с большей долей длинноволнового актиничного излучения в спектре.
LCD-принтер - средняя.
SLA-принтер - минимальная.
DLP-принтер - при правильной наводке на резкость - минимальная, но выше, чем у SLA.
5. Возможность использования прозрачных полимеров.
SLA-принтер - возможно использование без снижения качества печати.
6. Влияние окраски полимера на качество печати
SLA-принтер - несколько улучшает качество печати, использование сильноокрашенных полимеров может привести к снижению адгезии между слоями и невозможности использования полимера.
7. Факторы, влияющие на разрешающую способность (помимо свойств полимера и толщины слоя)
SLA-принтер - диаметр пятна лазера и точность позиционирования пятна. Типичные значения 100-200 мкм (для пятна лазера), 40…20 мкм (точность позиционирования)
DLP-принтер - размер пикселя и точность наводки на резкость. Типичное разрешение 1920х1080, соответственно размер пикселя зависит от области печати по XY.
8. Совместимость с полимерами.
SLA-принтер - плохая совместимость, полимеры могут не подойти под конкретный принтер из-за сильной окраски, и из-за «быстроты» (слишком «быстрые» или слишком «медленные»).
DPL- и LCD-принтеры - хорошая совместимость. Практически любой полимер, разработанный для LCD- и DLP-принтеров может быть использован на любом принтере. В целом DPL-принтер «любит» более окрашенные полимеры, а LCD-принтер - более «быстрые». Использование полимеров, разработанных для SLA-принтеров так же возможно, но требует проверки по каждому полимеру.
9. Ресурс отдельных элементов.
SLA-принтер - лазер - ресурс 3000 - 5000 и более часов.
DLP-принтер - лампа проектора, ресурс - несколько тысяч часов
LCD-принтер - LCD-экран - ресурс около 1000 часов, УФ-матрица - ресурс несколько тысяч часов.
10. Цена
SLA-принтеры - цены на бюджетные модели цена в пределах 190 000 - 400 000 р, «профессиональные» — от 400 000 р и выше
DLP-принтеры - цены на серийно-выпускаемые - 300 000 р и выше, цена самоделок (не считая стоимости проектора) - не выше 50 000
LCD-принтеры - цена 25 000 -50 000 р.
SLA-принтер - возможно как сверху вниз, так и снизу вверх.
DLP-принтер - возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
LCD-принтер - только снизу вверх.
Надеюсь этот краткий обзор позволит читателям портала лучше понять особенности прнтеров, которые влияют на их характеристики.
Современные фотополимерные принтеры 3D-принтеры: лазерные, DLP, LCD
Аддитивные технологии, 3D печать - это инновационный способ послойного получения (выращивания) единичных изделий различного уровня сложности и функционального предназначения из широкого спектра материалов. Данная технология позволяет получить сверхсложные модели из различных материалов на одном устройстве и практически лишена отходов производства в отличие от классических методов субтрактивной обработки заготовок (методом отсечения или вычитания лишнего материала). 3D принтеры имеют различные функциональные возможности в зависимости от позиционирования для различного применения (домашнее использование, начальное и среднее образование, реклама и дизайн, медицина, наука, опытное и промышленное производство), что определяет их цену, сроки производства и требования к уровню обслуживающего персонала. Самый простой 3D принтер можно даже создать в домашних условиях (из конструктора) или напечать на другом 3D принтере для него необходимые части. Однако, возможности такого устройства 3D печати будет сильно отставать по функциональности от профессиональных систем 3D прототипирования.
FDM- Fused Deposition Modeling (пластик)
Данная технология аддитивного производства, широко используемая при создании трехмерных моделей, при прототипировании и в промышленном производстве. Технология FDM подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев расплавленного полимерного материала, повторяющих контуры цифровой модели. Как правило, в качестве материалов для печати выступают термопластики, поставляемые в виде катушек нитей или прутков.
Изделие, или «модель», производится выдавливанием («экструзией») и нанесением микрокапель расплавленного термопластика с формированием последовательных слоев, застывающих сразу после экструдирования. Пластиковая нить разматывается с катушки и подается в экструдер - устройство, оснащенное механическим приводом для подачи нити, нагревательным элементом для ее плавления и соплом, через которое осуществляется экструзия. Экструдер перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях под контролем алгоритмов, аналогичных используемым в станках с числовым программным управлением. Сопло перемещается по траектории, заданной системой автоматизированного проектирования (САПР / CAD). Модель строится слой за слоем, снизу вверх. Как правило, экструдер (также называемый «печатной головкой») приводится в движение пошаговыми моторами или сервоприводами. Наиболее популярной системой координат, применяемой в FDM, является Декартова система, построенная на прямоугольном трехмерном пространстве с осями X, Y и Z.
Технология FDM отличается высокой гибкостью, но имеет определенные ограничения. Хотя создание нависающих структур возможно при небольших углах наклона, в случае с большими углами необходимо использование поддерживающих структур, как правило, создающихся в процессе печати и отделяемых от модели по завершении процесса.
В качестве расходных материалов доступны всевозможные термопластики и композиты, включая ABS, PLA, поликарбонаты, полиамиды, полистирол, лигнин и многие другие. Как правило, различные материалы предоставляют выбор баланса между определенными прочностными и температурными характеристиками.
Моделирование методом послойного наплавления (FDM) применяется для быстрого прототипирования и быстрого производства. Быстрое прототипирование облегчает повторное тестирование с последовательной, пошаговой модернизацией объекта. Быстрое производство служит в качестве недорогой альтернативы стандартным методам при создании мелкосерийных партий. Среди используемых материалов числятся ABS, полифенилсульфон, поликарбонат и полиэфиримид. Эти материалы ценятся за термостойкость. Некоторые варианты полиэфиримида, в частности, обладают высокой огнеупорностью, что делает их пригодными для использования в аэрокосмической отрасли.
FDM является одним из наименее дорогих методов печати, что обеспечивает растущую популярность бытовых принтеров, основанных на этой технологии. В быту 3D-принтеры, работающие по технологии FDM, могут применяться для создания самых разных объектов целевого назначения, игрушек, украшений и сувениров.
Предлагаемое оборудование: ,
PolyJet - стереолитография (фотополимер)
Технология печати PolyJet — это мощный метод аддитивного производства, с помощью которого можно создавать точные, гладкие прототипы, детали и инструменты. Благодаря толщине слоев в 16 микронов и точности до 0,1 мм можно создавать тонкие стенки и сложные геометрические формы с использованием широчайшего спектра материалов.
Трехмерная печать PolyJet похожа на струйную печать, но вместо струйной подачи чернил на бумагу 3D-принтеры PolyJet выпускают струи жидкого фотополимера, который образует слои на модельном лотке.
3D-принтер наносит и, с помощью УФ-излучения, закрепляет небольшие порции жидкого фотополимера. Тонкие слои ложатся последовательно в модельном лотке и образуют одну или несколько трехмерных моделей или деталей. Если для определенных деталей требуется опора, 3D-принтер наносит удаляемый вспомогательный материал. Вспомогательный материал легко удаляется руками, водой или в специальном растворителе. Модели и детали готовы к использованию сразу по извлечении из 3D-принтера, не требуется никакая дополнительная фотополимеризация
Предлагаемое оборудование:
SLA (керамика)
Технология 3d печати изделий из керамики по способу отверждения слоев при печати относится к стереолитографии. В основе технологии 3d печати керамических изделий лежит метод послойного отверждения УФ лазером специальной керамической пасты - смеси фотополимера с керамическим порошком. После того как деталь построена, она очищается от остатков неполимеризованной пасты и промывается в специальном сольвенте. После 3d печати деталь должна пройти этап выжигания фотополимера, который фактический выступает в роли временного связующего.
Выжигание происходит в печи при температуре ~600 С. Когда фотополимер удален деталь снова погружается в печь для осуществления процесса спекание керамики, который происходит при температуре до 1.750 C в зависимости от материала. Несмотря на то, что технология позволяет получать достаточно хорошее качество поверхности (шероховатость Ra 1…2 мкм), на всех промежуточных этапах деталь может быть подвергнута механической обработке.
Плюсы:
- оперативное изготовление деталей из керамики
- соответствие свойств изделий характеристикам керамических материалов (чистота 99.2% - 99.4%)
- отсутствие необходимости изготовления оснастки
Минусы:
- технология предусматривает усадку, которую необходимо компенсировать при подготовке файла
- толщина стенок изделий не может превышать 4 мм
- достижимая геометрическая точность до +/-1%
Предлагаемое оборудование:
LaserCUSING ® - Direct Metal Laser Melting (DMLM) (металл)
Технология послойного селективного лазерного плавления металлических порошков LaserCUSING ® используется для аддитивного производства деталей сложной конструкции и занимает особое место в металлообработке, благодаря возможности безотходного изготовления без металлорежущих инструментов опытно-конструкторских образцов или серийных изделий из широкого спектра реактивных и нереактивных металлических порошков, в том числе российского производства.
Принцип работы систем аддитивного производства Concept Laser ® заключается в выборочном плавлении тонкого слоя металлического порошка лучом лазера в соответствии с геометрией сечения детали, соответствующей каждому слою порошка. Запатентованная уникальная технология «стохастического» перемещения лазерного луча в процессе плавления позволяет уменьшить внутренние напряжения металла в готовом изделии и изготавливать детали больших размеров.
Благодаря высокому качеству поверхности и прочности изготавливаемых деталей, а также открытости систем аддитивного производства Concept Laser ® к применению металлических порошков любых производителей, они активно используются в ракетно-космической, авиационной и автомобильной промышленности, энергетике, электротехнике, транспортном машиностроении и медицине, где к качеству изделий предъявляются особые требования.
Основные преимущества аддитивной технологии LaserCUSING ® :
- Изготовление сложных металлических деталей с требуемыми характеристиками из сертифицированных промышленных материалов
- Безотходное производство
- Сокращение времени и финансовых затрат на выполнение НИОКР и серийное производство
- Повышение эффективности и автоматизации производства
Минусы:
- Использование металлических порошков сферической формы с ограничениями по размеру частиц, фракции от 20 до 80 мкм.
Предлагаемое оборудование: ®
Газовая атомизация металлических порошков для аддитивного производства
Распыление расплава является относительно простым и дешевым технологическим процессом производства порошков металлов с температурой плавления примерно до 1600 ºС. Наиболее распространено распыление газовым потоком. При такой схеме распыления на свободно истекающую струю металлического расплава направлен под углом к ее оси кольцевой газовый поток, создаваемый соплами, как бы охватывающими струю металла. В месте схождения всех струй газового потока, называемом «фокусом распыления», происходит разрушение струи расплава в результате отрыва от нее отдельных капель. На средний размер и форму образующихся частиц влияют мощность и температура газового потока, диаметр струи, температура, поверхностное натяжение и вязкость расплава. Кроме того, очень важно, в какой среде производят распыление, а также конструктивное оформление
форсуночного устройства. В качестве газа используют инертный газ (азот, аргон, гелий) или воздух.
При распылении инертным газом, форма частиц получаемого порошка всегда сферическая, иногда с прилипшими частицами - «спутниками». Сферическая форма обеспечивает более высокую плотность паковки и хорошие свойства текучести. Если используется воздух, то форма частиц зависит от оксидных характеристик. Например: порошки из латуни и алюминия - неправильной формы, а медные порошки почти сферические. При использовании инертных газов можно свести к минимуму окисление. Однако, существуют ограничения для таких металлов и их сплавов как Al и Mg, у которых оксидные пленки трудно, а иногда и опасно удалять. В результате же распыления воздухом получают значительное окисление. Но и при распылении инертным газом в камере распыления всегда присутствуют пары воды, создающие окислительную атмосферу. В связи с этим частицы порошка загрязнены кислородом, азотом и водородом. Для улучшения свойств и удаления указанных примесей порошки, как правило, подвергают отжигу в восстановительной атмосфере.
Прелагаемое оборудование:
3D-сканер — это инновационное устройство, предназначенное для быстрого анализа геометрических параметров физического объекта и создания его точной компьютерной 3D-модели. Современные трехмерные сканеры способны всего за несколько минут произвести оцифровку любого предмета с точностью до 20-50 микрон.
Они могут быть использованы для решения широкого круга задач во многих областях промышленности, науки, медицины и искусства. В частности, с помощью 3D-сканеров успешно решают задачи реверс-инжиниринга, контроля качества, сохранения культурного наследия, используются в музейном деле, в медицине, дизайне, проектировании, архитектуре, ювелирном производстве. Трехмерные сканеры позволяют упростить и улучшить ручной труд, а порой даже выполнить задачи, которые ранее казались невозможными.
Как правило, 3D-сканер представляет собой небольшое электронное устройство, ручное (весом до 2 кг) или стационарное, которое использует в качестве подсветки лазер, лампу или светодиоды. Существуют модели 3D-сканеров, предназначенные для сканирования объектов различных типов и размеров, будь то ювелирные изделия, детали машин, лица людей или здания. Точность получаемых моделей варьируется от десятков до сотен микрон. Возможно сканирование с передачей цвета и текстуры объекта или только формы.
Предлагаемое оборудование:
Автоматизированные линии неразрушающего контроля Falcon-Vision
Что такое быстрое прототипирование?
Быстрое прототипирование (RP - Rapid Prototyping) позволяет за короткое время производить физические модели с помощью 3D данных систем автоматизированного проектирования (CAD). Используемое в широком спектре отраслей, быстрое прототипирование позволяет эффективно и оперативно превращать инновационные идеи в успешную конечную продукцию.
Быстрое прототипирование: немного истории
Системы быстрого прототипирования появились в 1987 году с внедрением технологии стереолитографии — процесса, в ходе которого слои жидкого полимера, чувствительного к ультрафиолету, затвердевают под воздействием лазера. В последующие годы появились другие технологии быстрого прототипирования, такие как моделирование методом послойного наложения расплавленной полимерной нити (FDM - Fused Deposition Modeling), селективное лазерное плавление (Технология SLM - Selective laser melting или LaserCUSING) и послойное отверждение фотополимеров (PolyJet). Самая первая в отрасли 3D-система быстрого прототипирования, основанная на технологии FDM, была представлена в апреле 1992 года компанией Stratasys. Первые 3D системы быстрого прототипирования на основе технологии быстрого отверждения фотополимера были запатентованы в 1999 году компанией EnvisionTEC. В 2000 году после успешного применения установок селективного лазерного плавления для своих задач внутри структуры Hofmann Innovation Group, была выделена в отдельное направление компания и начаты коммерческие поставки установок лазерного плавления металла.
Быстрое прототипирование: основные этапы
Процесс начинается с получения данных виртуального проектирования (CAD). Машина для 3D печати считывает данные с трехмерной модели CAD и накладывает последовательные слои жидкого, порошкового или листового материала — создавая физическую модель. Эти слои, которые соответствуют виртуальным профилям геометрии модели CAD, автоматически соединяются для создания окончательной формы. Быстрое прототипирование использует стандартный интерфейс данных, внедренный в виде формата файлов STL, для перевода с формата программного обеспечения CAD в формат машины 3D прототипирования. Форма детали или сборки примерно оценивается в файле STL с помощью треугольных граней, описывающих поверхностную геометрию объекта. Обычно системы быстрого прототипирования способны создавать 3D модели в течение нескольких часов. Однако время создания может сильно различаться в зависимости от типа используемой машины, материала и размера и количества производимых моделей.
Быстрое прототипирование: преимущества:
- Быстрое и эффективное распространение дизайнерских идей
- Эффективную проверку соответствия, формы и функциональности конструкции
- Большую гибкость дизайна с возможностью быстрого перехода между его многочисленными этапами
- Сокращение сроков выполнения НИОКР и расходов на ввод новых изделий в промышленное производство
- Возможность проведения оперативных испытаний свойств изделий для разработки новых материалов и получения новых свойств продукции
- Уменьшение числа ошибок в дизайне продукции и более высокое качество конечных изделий
Материалы для 3d печати
Сейчас устройства 3D печати способны изготавливать объекты практически из любых материалов - воск, гипсовый порошок, фотополимер, термопластики и даже получать детали из настоящих металлов. Системы аддитивного производства позволяют печатать детали из титана, алюминия, вольфрама, стали, золота и других, в том числе, разработанных в России и сертифицированных для применения в отечественной промышленности. Принтеры Stratasys
работают как с материалами, обладающими свойствами настоящих термопластиков различных сортов, выдерживающих высокие нагрузки и температуры, так и с фотополимерами, способными передавать мельчайшие элементы дизайна и фактуры.
Огромное разнообразие материалов позволяет использовать трехмерные принтеры уже не только для изготовления прототипов, но и для производства мелких серий или единичных изделий.
Выбрать модель 3D принтера или 3D сканера Вы можете в нашем .
Получить подробную информацию о конфигурациях 3D оборудования, ценах и выполнить тестовую печать можно, по телефону или путем заполнения формы обратной связи.
Мы ценим Ваше внимание и стремися соответствовать Вашим ожиданиям!
На сегодняшний день широко распространены две основных технологии настольной 3D печати:
- моделирование методом послойного наплавления (FDM);
- стереолитография (SLA).
В технологии FDM для создания модели пластмассовая нить проходит через сопло принтера, в котором она плавится и выливается послойно на стол для печати. Технология SLA, создает слои из фотополимерной смолы, которая затвердевает под лучами лазера определенной частоты. Эти два типа печати используют различные материалы. FDM принтеры используют нити из пластика, а SLA принтеры – фотополимерные смолы.
Для FDM принтеров пластмассовая нить может быть диаметром – 1,75 мм и 2,85 мм. Очень важно учитывать этот параметр расходных материалов, так как использование неправильных расходников может повредить Ваш 3d принтер.
Каждый FDM принтер отличается такими характеристиками как: температура плавления, скорость печати, функциональные возможности.
Фотополимерная смола – это расходный материал для трехмерной печати по технологии SLA. Она вязкая, жидкая и поставляется в бутылках, в то время, как пластик для FDM печати продается мотками пластмассовой нити. Большинство фотополимерных смол совместимы с любыми SLA принтерами. Для выбора типа смолы нужно определиться с назначением объекта, который вы хотите создать.
Мы расскажем Вам о 4 вариантах 3д печати в зависимости от назначения итоговой модели, чтобы Вам было легче подобрать нужные расходные материалы.
Создание нефункциональных прототипов и изделий: Если Вы - 3D проектировщик, который хочет напечатать точные модели или человек, увлеченного своим хобби, который решил заняться 3д моделированием.
Создание функциональных прототипов: Если Вы собираетесь производить функциональные прототипы, которые моделируют структуру материала, подходит для создания конечного продукта.
Создание предметов искусства и дизайна: Если Вы - 3D дизайнер или человек, увлеченный своим хобби, который любит экспериментировать с различными материалами, их свойствами и структурой.
Создание специализированных прототипов: Если Вы - дантист, ювелир, инженер или художник, который использует специализированные материалы для таких отраслей, как стоматология, ювелирное дело, электроника.
Не имеет значения – новичок вы в 3д печати или являетесь опытным пользователем, экспериментирующим со свойствами печати и формами моделей – эта статья поможет Вам узнать больше о возможностях вашего гаджета.
Печать нефункциональных прототипов и изделий
PLA пластик (полилактид)
Полилактид сделан из биоматериалов, таких как кукурузный крахмал, сахарный тростник и корень тапиоки, которые делают его биоразлагаемым и безопасным. Когда он нагревается, вы почувствуете сладкий запах, подобный сахарному сиропу. В отличие от ABS PLA не токсичен, поэтому для принтера не требуется отдельное помещение или закрытая камера. Температура плавления у PLA ниже, чем у ABS пластика, поэтому для печати не требуется подогреваемый стол. Слои склеиваются очень прочно при печати, но получившаяся модель будет хрупкой и может разбиться при падении на пол. Если вам нужно напечатать деталь механизма, то лучше выбрать материал попрочнее.
HIPS пластик (Полистирол)
Полистирол, прежде всего, используется в качестве материала поддержки для печати ABS пластиком и в принтерах с двумя экструдерами. HIPS это отличный материал поддержки, потому, что он легко растворяется в лимонене. Это свойство позволит быстро и не трудозатратно удалить материал поддержки с вашей модели. Это идеальный материал для печати проектов, у которых есть нависающие края или сложные элементы.
PET (полиэтилентерефталат)
Полиэтилентерефталат - гибкий и крепкий материал для технических и прочных моделей. Он химически стойкий и не поглощает воду, как большинство других расходных материалов. Ценовой диапазон у него такой же, как у PLA и ABS пластика, по физическим свойствам похож на ABS, но может быть распечатан без подогреваемого стола и печатается при температуре 220-250 градусов С. Слои связываются прочно, что позволяет использовать его в механических деталях, беспилотной авиации и носимой технике.
SLA (Фотополимерная смола)
Смола отлично подходит для создания прототипов, которые не будут подвергаться интенсивному физическому контакту при частом использовании. Смола поставляется в широком цветовом диапазоне и прототипы из нее печатаются гладкими. SLA принтеры способны создавать детализированные прототипы. Часто их используют инженеры или дизайнеры, которым больше важен внешний вид, а не прочность модели.
Печать функциональных прототипов
ABS пластик (акрилонитрилбутадиенстирол)
ABS пластик имеет более высокую точку плавления, чем другие расходники, поэтому для печати необходим подогреваемый стол, чтобы избежать деформирования модели. Он немного прочнее, чем PLA, поэтому, если вы ищете материал для изготовления крепких моделей, вам подойдет ABS. Его прочность и гибкость сделают Ваш прототип долговечным, но этот материал разрушается под ультрафиолетовыми лучами, поэтому плохо подходит для изделий наружного использования. Во время печати ABS пластиком выделяются токсичные пары, поэтому он требует хорошей вентиляции и закрытого корпуса принтера.
Carbon Fiber PLA (полилактид с добавлением углеродного волокна)
Этот материал популярен благодаря своей прочности и гибкости. Нить состоит на 15 % из углеволокна, остальная часть – PLA пластик. Нить может быть очень хрупкой, поэтому нужно быть осторожным при загрузке ее в принтер. Прочность материала отлично подходит для печати дронов, радио управляемых машин, пропеллеров и корпусов к различным устройствам. Из-за добавления углеродного волокна для печати таким материалом подходят экструдеры с увеличенным соплом от 0,04 мм и больше.
Nylon (полиамид)
Нейлон – это износостойкий материал с высокой прочностью и гибкостью. Нейлон очень эластичный, благодаря этому подходит для создания тонких моделей. Слои соединяются максимально прочно если сравнивать со всеми материалами, используемыми для FDM-печати. Некоторые типы нейлона используются в медицинских устройствах, игрушках, и в изделиях которые соприкасаются с пищей. Для хранения полиамида нельзя использовать влажные помещения.
Flexible Filament (TPE and TPU)
Гибкая нить Filaflex , как правило, делается из полиуретана или полиэтилена. Это сложный материал для печати, т.к. нить имеет привычку застревать в экструдере, что приводит к поломке модели. Для лучшего результата рекомендуется печатать на экструдерах с прямой загрузкой и при высоких температурах. Уменьшение скорости печати также снижает риск повреждения модели принтером.
SLA (Жесткая смола)
Эта смола подойдет для создания гибких и прочных моделей. Как и ABS пластик, смола – хороший материал для бытовых изделий и запчастей к ним. Она выдерживает сильные нагрузки.
Flexible Resin (гибкая смола)
В технологии печати SLA используется также гибкая смола, которая позволяет печатать гнущиеся функциональные объекты. Можно напечатать различные эргономичные приспособления, такие как ручки или захваты. Несмотря на то, что принтеры FDM иногда требуют специальных сопел для печати гибкой нитью, принтеры SLA не требуют никаких специальных дополнений для печати с гибкой смолой.
High Temperature Resin (Высокотемпературная смола)
Компания Formlabs выпустила материал, который плавится при температуре 289 С при давлении 45 Мпа, что делает его самым высокотемпературным материалом на рынке при таком давлении. Этот материал прекрасно подходит для форм прототипов, для хозяйственных нужд и форм для горя чих жидкостей.
Durable Resin (прочная смола)
Высокопрочная и износостойкая смола, которая выдерживает серьезные нагрузки и по свойствам похожа на полипропилен. Этот материал отлично подходит для прототипов, которые можно использовать в хозяйстве, и деталей, которые подвергаются износу - например, шарниры и подшипники.
Создание предметов искусства и дизайна
Wood Filament (деревянная нить)
Нити Woodfill и Laywood состоят из пластмасс, волокон дерева и полимеров, которые позволяют работать с нитью на принтере с настройками, как для PLA пластика. Это позволяет эмитировать деревянную структуру по ощущениям. Поскольку деревянная нить основана на PLA пластике - для печати не требуется подогреваемый стол. Вы можете изменять цвет материала, меняя температуру печати. Это можно использовать, создавая эффект колец, как у настоящей древесины.
Thermo Temperature Changing PLA (термохромная нить, меняющая цвет)
Этот материал меняет цвет, когда температура повышается или падает. Есть различные варианты изменения цвета, например, от синего до зеленого, от серого до белого и другие. Материал сделан на основе PLA и не требует подогреваемого стола. Есть также материал, который изменяет цвет при воздействии света. Термохромный пластик может найти интересное применение при изготовлении чехлов для смартфонов и потребительских товаров.
Metal Filled PLA (Pla c металлическим порошком)
Пластик с добавлением металлического порошка. Четыре самых популярных металлических добавки: бронза , медь , сталь и железо. Металлический порошок делает пластик в 4 раза тяжелее по сравнению с обычным PLA. После печати модель выглядит как железная и на ощупь тоже напоминает металл, но все же требует дополнительной пост обработки, чтобы достичь нужного эффекта. До обработки модель из PLA с металлическим порошком тусклая и цель постобработки – поднять частицы металла на поверхность изделия.
Создание специализированных прототипов для медицинских, ювелирных и инженерных целей
Conductive PLA (токопроводимый пластик)
Такой материал годится для приспособлений с низким напряжением электрического тока. Примерами использования могут быть конструкторы Ардуино и светодиоды. Несмотря на то, что материал достаточно крепкий он не должен использоваться под тяжелыми нагрузками. Проводящий PLA может быть добавлен в обычный, например, если вы хотите создать контактную схему внутри пластикового изделия.
Castable Resin (детализированная смола)
Этот материал для используется в SLA печати для высоко детализированных моделей. Смоделируйте деталь в CAD, напечатайте ее, и используйте, как парафиновую форму для литья. Такой материал сжигается с минимальным количеством пепла или остатка, что делает его идеальным для ювелирной промышленности и стоматологии.
Ceramic Resin (керамическая смола)
Керамическая смола – хороший выбор для художников или людей, которым нужны термоустойчивые модели. Процесс печати подобен другим смолам, но после того, как модель будет готова, Вы сможете обжечь ее и глазировать.
Biocompatible Resin (Биологически совместимая смола)
Есть много различных биологически совместимых смол на рынке с различными сертификатами. Эти материалы могут использоваться для создания точных индивидуальных копий частей тела или органов пациентов для увеличения точности во время операции и скорейшего выздоровления больного.
Источник https://pinshape.com
