Rodzaje druku 3D Część 2

Druk 3D tworzy zupełnie nowy świat produkcji, z możliwością tworzenia złożonych projektów o jakości i precyzji oraz dostarczania szybszych i bardziej przystępnych cenowo wyników. W tym artykule kontynuujmy naukę innych podstawowych typów technologii druku 3D.

Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP)

Larry Hornbeck z Texas Instruments wynalazł technologię cyfrowego przetwarzania światła w 1987 roku. Technologia ta stała się popularna ze względu na jej zastosowanie w produkcji projektorów.

Po wysłaniu modelu 3D utworzonego w oprogramowaniu do modelowania 3D do drukarki, z ciekłego polimeru jest wystawiona na działanie światła z projektora DLP w warunkach bezpiecznego oświetlenia. Projektor DLP wyświetla obraz modelu 3D na ciekłym polimerze. Odsłonięty ciekły polimer twardnieje, a płyta konstrukcyjna przesuwa się w dół, a ciekły polimer jest ponownie wystawiony na działanie światła. Proces powtarza się, aż model 3D zostanie ukończony, a zostanie opróżniona z cieczy, odsłaniając zestalony model. Drukowanie 3D DLP jest szybsze i może drukować obiekty o wyższej rozdzielczości.

DLP jest bardzo podobny do SLA z jedną istotną różnicą - gdzie maszyny SLA używają lasera, który śledzi warstwę, maszyna DLP używa cyfrowego projektora światła do pojedynczego obrazu każdej warstwy jednocześnie (lub wielu błysków dla większych części). Tymczasem DLP ma szybsze czasy drukowania niż SLA w świetle faktu, że każda warstwa jest odkrywana w tym samym czasie, a nie podąża za poprzeczną częścią strefy z przeznaczeniem lasera.

Druk DLP może być używany do drukowania niezwykle skomplikowanych elementów żywicznych, takich jak zabawki, formy do biżuterii, formy dentystyczne, figurki i inne przedmioty z drobnymi szczegółami.

Selektywne topienie laserowe (SLM)

Selektywne topienie laserowe (SLM), zwane również bezpośrednim topieniem laserowym metali (DMLM), jest jedną z nowych technik wytwarzania dodatków, która jest wykorzystywana zarówno do szybkiego prototypowania, jak i masowej produkcji.

Podczas procesu SLM produkt powstaje poprzez selektywne topienie kolejnych warstw proszku poprzez oddziaływanie wiązki laserowej. Po napromieniowaniu materiał proszkowy jest podgrzewany i, jeśli zostanie zastosowana wystarczająca moc, topi się i tworzy płynną pulę. Następnie stopiony basen szybko krzepnie i ochładza się, a skonsolidowany materiał zaczyna tworzyć produkt. Po zeskanowaniu przekroju warstwy platforma budynku jest obniżana o ilość równą grubości warstwy i osadza się nową warstwę proszku. Proces ten powtarza się do momentu ukończenia produktu.

SLM ma swoje zalety i wady.

SLM ma możliwość realizacji złożonych kształtów lub cech wewnętrznych (co byłoby niezwykle trudne lub kosztowne do osiągnięcia poprzez tradycyjną produkcję). A proszek podczas tego procesu jest topiony tylko lokalnie przez laser, a reszta proszku może zostać poddana recyklingowi w celu dalszej produkcji.

Jednak koszt SLM jest drogi, zwłaszcza jeśli części nie są zoptymalizowane lub zaprojektowane do procesu. Poza tym SLM jest obecnie ograniczony do stosunkowo małych części i potrzebne są specjalistyczne umiejętności projektowania, produkcji i wiedzy.

Topienie wiązką elektronów (EBM)

W 1993 roku Arcam współpracował z Chalmers University of Technology w Göteborgu przy składaniu wniosku o patent na zasady EBM. W 1997 roku powstała firma Arcam AB, a firma kontynuowała rozwój EBM i komercjalizację druku EBM.

Sproszkowany metal jest topiony przez wysokoenergetyczną wiązkę elektronów w EBM. Skupiona wiązka elektronów skanuje cienką warstwę proszku, powodując zlokalizowane topnienie i krzepnięcie na określonym obszarze przekroju poprzecznego. Obszary te są budowane w celu utworzenia obiektu bryłowego. Produkcja odbywa się w komorze próżniowej w celu ochrony przed utlenianiem, które może zagrozić materiałom wysoce reaktywnym.

EBM buduje części o wysokiej wytrzymałości, które w pełni wykorzystują natywne właściwości metali używanych w procesie, eliminując zanieczyszczenia, które mogą gromadzić się podczas stosowania metali odlewniczych lub stosowania innych metod wytwarzania. Służy do drukowania komponentów do zastosowań lotniczych, motoryzacyjnych, obronnych, petrochemicznych i medycznych.

Multi Jet Fusion (MJF)

Opracowany przez HP, druk 3D Multi Jet Fusion (MJF) jest wykorzystywany jako strategia produkcyjna do tworzenia unikalnych części o znakomitym wykończeniu powierzchni w krótkim czasie.

Multi Jet Fusion wykorzystuje matrycę atramentową do selektywnego nakładania środków utrwalających i detalujących na złoże nylonowego proszku, które są następnie łączone przez elementy grzejne w stałą warstwę. Po każdej warstwie proszek jest rozprowadzany na wierzchu łóżka, a proces powtarza się, aż część zostanie ukończona. Po zakończeniu budowy całe złoże proszku z zamkniętymi częściami jest przenoszone do stacji przetwarzania, gdzie większość sypkiego proszku jest usuwana przez zintegrowaną próżnię. Części są następnie piaskowane w celu usunięcia pozostałego proszku, zanim ostatecznie dotrą do działu wykańczania, gdzie są barwione na czarno, aby poprawić wygląd kosmetyczny.