6 τύποι τρισδιάστατης εκτύπωσης που δεν ξέρατε ότι υπάρχουν

---

Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλες τις βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της αυτοκινητοβιομηχανίας, των κατασκευών, της οδοντιατρικής και του κοσμήματος. Ωστόσο, η ποιότητα των τρισδιάστατων εκτυπώσεων σας μπορεί να επηρεαστεί από την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιείτε.

Υπάρχουν πολλές τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε τρισδιάστατα εκτυπωμένα αντικείμενα. Τα κοινά περιλαμβάνουν Στερεολιθογραφία, Επιλεκτική Ποσυσσωμάτωση με Λέιζερ και Μοντελοποίηση Συντηγμένης Εναπόθεσης.

Αυτό το άρθρο εξετάζει τους τύπους τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης.

1. Στερεολιθογραφία (SLA)

Η στερεολιθογραφία ή SLA είναι μια από τις πρώτες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης και χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί τη διαδικασία φωτοπολυμερισμού δεξαμενής για την κατασκευή τρισδιάστατων αντικειμένων.

Στο SLA, ένα αντικείμενο κατασκευάζεται εκθέτοντας μια φωτοπολυμερή ρητίνη στο φως, συνήθως στο υπεριώδες φως. Η διαδικασία περιλαμβάνει την κατεύθυνση μιας δέσμης λέιζερ κατά μήκος μιας δεξαμενής (δεξαμενής) υγρού φωτοπολυμερούς, την επιλεκτική σκλήρυνση και σκλήρυνση και τη δημιουργία της μια στρώση τη φορά.

Τα εξαρτήματα που εκτυπώνονται με χρήση αυτής της τεχνολογίας είναι συνήθως ακριβή ως προς τις διαστάσεις με φινιρίσματα λείας επιφάνειας, αν και περιλαμβάνουν δομές στήριξης. Το SLA χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και την ιατρική βιομηχανία, για να αναφέρουμε μερικά.

2. Επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ (SLS)

Το Selective Laser Sintering (SLS) είναι ένας τύπος τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης που βασίζεται στη διαδικασία σύντηξης με βάση σκόνης. Αυτή η τεχνολογία είναι κυρίως βιομηχανική και είναι ιδανική για σύνθετες γεωμετρίες, συμπεριλαμβανομένων αρνητικών και εσωτερικών χαρακτηριστικών, υπολειμμάτων και λεπτών τοίχων.

Η πυροσυσσωμάτωση είναι η διαδικασία παραγωγής μιας στερεής μάζας υλικού με θέρμανση, αλλά όχι σε σημείο τήξης. Η πηγή θερμότητας είναι ένα ισχυρό λέιζερ που χρησιμοποιείται για τη σύντηξη κονιοποιημένων θερμοπλαστικών για να σχηματιστούν λειτουργικά μέρη. Ένα υλικό που χρησιμοποιείται συνήθως στο SLS είναι το νάιλον.

Τόσο το SLS όσο και το SLA βασίζονται στη διαδικασία σύντηξης κλίνης σκόνης και έχουν παρόμοια μέθοδο λειτουργίας. Αλλά σε αντίθεση με το SLA, το SLS δεν χρειάζεται δομές στήριξης καθώς το τεμάχιο εργασίας περιβάλλεται από μη πυροσυσσωματωμένη σκόνη. Επίσης, τα εξαρτήματα SLA είναι γενικά πιο σκληρά από τα SLA και έχουν πιο τραχιά φινιρίσματα επιφάνειας από τα τελευταία.

3. Μοντελοποίηση συντηγμένης εναπόθεσης (FDM)

Το FDM, που μερικές φορές αναφέρεται ως Κατασκευή Συντηγμένου Νήματος (FFF), είναι μια δημοφιλής τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί τη διαδικασία εξώθησης υλικού. Η τεχνολογία είναι μια από τις πιο οικονομικές μεθόδους για την παραγωγή προσαρμοσμένων θερμοπλαστικών εξαρτημάτων και πρωτοτύπων.

Ένας εκτυπωτής FDM κατασκευάζει αντικείμενα τοποθετώντας σε στρώματα εξώθηση λιωμένων θερμοπλαστικών μέσω ενός κινούμενου, θερμαινόμενου ακροφυσίου στην πλατφόρμα κατασκευής, όπου ψύχεται και στερεοποιείται. Αν και συνήθως λειτουργικά, τα τελικά αντικείμενα τείνουν να έχουν τραχιά φινιρίσματα επιφάνειας και απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία και φινίρισμα.

Το FDM είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες για μοντέλα οικιακών επιτραπέζιων εκτυπωτών. Για παράδειγμα, μπορείτε χρησιμοποιήστε έναν εκτυπωτή FDM για να εκτυπώσετε επιτραπέζιες μινιατούρες στο σπίτι.

Το FDM είναι μια από τις λίγες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιούν θερμοπλαστικά υψηλής ποιότητας για την εκτύπωση εξαρτημάτων που έχουν εξαιρετικά θερμικά, χημικά και μηχανικά χαρακτηριστικά. Τα θερμοπλαστικά νήματα που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), πολυγαλακτικό οξύ (PLA) και ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρόλιο (ABS). Οι κοινές εφαρμογές του FDM περιλαμβάνουν την τρισδιάστατη εκτύπωση κτιρίων και την κατασκευή τρισδιάστατων γλυκών.

Το Metal Binder Jetting (MBJ) είναι μια τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί τη διαδικασία εκτόξευσης βιβλιοδέτη για την κατασκευή μεταλλικών αντικειμένων. Η εκτόξευση συνδετικού σχηματίζει αντικείμενα με την επιλεκτική εναπόθεση ενός συνδετικού παράγοντα πάνω από ένα στρώμα από υλικό σκόνης.

Στο MBJ, ένας συνδετικός παράγοντας εναποτίθεται με κεφαλές εκτύπωσης σε ένα κρεβάτι μεταλλικής σκόνης, παράγοντας αντικείμενα με πολύπλοκες γεωμετρίες. Ο συνδετικός παράγοντας «κολλάει» τη μεταλλική σκόνη μεταξύ τους μέσα και μεταξύ των στρωμάτων.

Για τη δημιουργία ενός αντικειμένου, τα επίπεδα τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο μέχρι να ολοκληρωθεί το επιθυμητό αντικείμενο. Μόλις ολοκληρωθεί αυτό, θα χρειαστεί να εφαρμόσετε τεχνικές μετα-επεξεργασίας, όπως πυροσυσσωμάτωση ή διείσδυση, για την παραγωγή λειτουργικών μεταλλικών αντικειμένων.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την τεχνολογία με διάφορα υλικά (σύνθετα υλικά άμμου, κεραμικές σκόνες και ακρυλικό), με την προϋπόθεση ότι το συνδετικό υλικό τα ενώνει αποτελεσματικά. Η εκτόξευση βιβλιοδέτη σάς επιτρέπει επίσης να προσθέσετε χρωματικές χρωστικές στο συνδετικό υλικό για την παραγωγή εξαρτημάτων εκτύπωσης σε πλήρες χρώμα.

Η εκτόξευση μεταλλικών συνδετικών είναι μια γρήγορη διαδικασία. Ωστόσο, δημιουργεί μέρη με κοκκώδες φινίρισμα επιφάνειας που δεν είναι πάντα κατάλληλα για δομικά μέρη. Εξαιτίας αυτού, η τεχνολογία είναι ιδανική για τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων και χαμηλού κόστους μαζική παραγωγή λειτουργικών μεταλλικών εξαρτημάτων.

5. Ψηφιακή επεξεργασία φωτός (DLP)

Η ψηφιακή επεξεργασία φωτός ή DLP είναι μια τεχνική πολυμερισμού δεξαμενής. Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης λειτουργεί με πολυμερή και μοιάζει πολύ με το SLA. Και οι δύο τεχνολογίες σχηματίζουν μέρη στρώμα-στρώμα χρησιμοποιώντας φως για την επιλεκτική σκλήρυνση της υγρής ρητίνης στον κάδο.

Μόλις εκτυπωθούν τα εξαρτήματα, θα πρέπει να τα καθαρίσετε από την περίσσεια ρητίνης και να τα εκθέσετε σε πηγή φωτός για να βελτιώσετε την αντοχή τους. Όπως το SLA, το DLP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εξαρτημάτων με ακρίβεια διαστάσεων υψηλού επιπέδου.

Οι δύο τεχνολογίες διαθέτουν επίσης παρόμοιες απαιτήσεις για δομές υποστήριξης και μετα-επεξεργασία. Η κύρια διαφορά τους είναι η πηγή φωτός. Το DLP χρησιμοποιεί πιο συμβατικές πηγές φωτός, όπως λαμπτήρες τόξου.

Το DLP μπορεί επίσης να συνεργαστεί με μια μικρή ποσότητα ρητίνης για την παραγωγή ακριβών εξαρτημάτων, εξοικονομώντας κόστος υλικού και λειτουργίας. Μερικές φορές, ωστόσο, οι τρισδιάστατες εκτυπώσεις αποτυγχάνουν. Τα καλά νέα είναι ότι μπορείτε πάντα ανακύκλωση αποτυχημένων τρισδιάστατων εκτυπώσεων.

Τόσο το DMLS όσο και το SLM είναι παρόμοια με το SLS, με τη διαφορά ότι αυτές οι τεχνολογίες χρησιμοποιούν μεταλλική σκόνη αντί για πλαστικό για τη δημιουργία εξαρτημάτων. Η διαδικασία χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να λιώσει τα σωματίδια της μεταλλικής σκόνης, συντήκοντάς τα στρώμα προς στρώμα. Τα τυπικά υλικά που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν χαλκό, κράματα τιτανίου και κράματα αλουμινίου.

Σε αντίθεση με το SLS, τόσο το DMLS όσο και το SLM χρειάζονται δομές στήριξης λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που απαιτούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Μπορείτε να αφαιρέσετε τις δομές στήριξης κατά την εκ των υστέρων επεξεργασία.

Επιπλέον, τόσο τα τελικά προϊόντα SLM όσο και DMLS τείνουν να είναι ισχυρότερα και με εξαιρετικά φινιρίσματα επιφανειών. Μια αξιοσημείωτη διαφορά είναι ότι το DMLS θερμαίνει μόνο τα μεταλλικά σωματίδια στο σημείο της σύντηξης ενώ το SLM τα λιώνει εντελώς. Μια άλλη διαφορά είναι ότι το DMLS μπορεί να σχηματίσει μέρη από κράματα μετάλλων ενώ η SLM παράγει εξαρτήματα μεμονωμένων στοιχείων, όπως το τιτάνιο.

Ποια είναι η καλύτερη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για το έργο σας;

Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή της τεχνολογίας για την τρισδιάστατη εκτύπωση, συμπεριλαμβανομένων του απαιτούμενου υλικού, των οπτικών ή φυσικών χαρακτηριστικών του τελικού αντικειμένου και της λειτουργικότητας.

Κάθε τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία της που την καθιστούν πιο κατάλληλη για συγκεκριμένα έργα.

Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι η στερεολιθογραφία (SLA), το Selective Laser Sintering (SLS) και το Fused Deposition Modeling (FDM). Αυτό το άρθρο καλύπτει τους διαφορετικούς τύπους τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης που είναι διαθέσιμες για να σας βοηθήσουν να επιλέξετε την τεχνική που ταιριάζει καλύτερα στις απαιτήσεις σας.

8 λάθη τρισδιάστατης εκτύπωσης που πρέπει να αποφύγετε για καλύτερη εκτύπωση

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα