3D-printen wordt het meest gebruikt voor prototyping, en dankzij de mogelijkheid om snel afzonderlijke onderdelen te produceren, kunnen ideeën snel worden geverifieerd en kosten worden bespaard. De meest voorkomende 3D-printtechnologieën zijn SLA, DLP en FDM, maar niet alleen dit soort technologieën. Hieronder wordt ingegaan op de introductie en het werkingsprincipe van deze 3D-printtechnologieën.
Stereolithografie (SLA)
Stereolithografie (SLA) is het originele industriële 3D-printproces. SLA-printers zijn goed in het produceren van onderdelen met veel detail, een gladde oppervlakteafwerking en nauwe toleranties. De hoogwaardige oppervlakteafwerking op SLA-onderdelen ziet er niet alleen mooi uit, maar draagt ook bij aan de functie van het onderdeel, bijvoorbeeld het testen van de pasvorm van de assemblage. Het wordt veel gebruikt in de medische industrie en veel voorkomende toepassingen zijn anatomische modellen en microfluïdica.
Principe: Stereolithografie is een computer die de laserstraal bestuurt en de ontwerpgegevens van het CAD-systeem gebruikt om de vloeibare lichtgevoelige hars laag voor laag te laten stollen. Deze laag-voor-laag hechtmethode is om de vlakke beweging van de laser te combineren met het platform. De verticale beweging wordt gecombineerd om een driedimensionaal object te creëren.
Selectief laser sinteren (SLS)
Selective laser sintering (SLS) smelt op nylon gebaseerde poeders tot vaste kunststoffen. Omdat SLS-onderdelen zijn gemaakt van echte thermoplastische materialen, zijn ze duurzaam, geschikt voor functionele tests en kunnen ze levende scharnieren en drukknopen ondersteunen. In vergelijking met SL zijn de onderdelen sterker, maar de oppervlakteafwerking is ruwer. SLS heeft geen ondersteuningsstructuur nodig, dus het hele bouwplatform kan worden gebruikt om meerdere onderdelen in een enkele build te nesten, waardoor het geschikt is voor hogere aantallen onderdelen dan andere 3D-printprocessen. Veel SLS-onderdelen worden gebruikt voor prototyping en zullen op een dag worden gespuitgiet.
Principe: De laserstraal wordt selectief gesinterd volgens de gelaagde sectie-informatie onder computerbesturing. Nadat een laag is voltooid, wordt de volgende laag gesinterd. Nadat al het sinteren is voltooid, wordt het overtollige poeder verwijderd en kan een gesinterd deel worden verkregen.
Inkjettechnologie (PolyJet)
PolyJet is een ander plastic 3D-printproces, maar er is een keerpunt. Het kan onderdelen vervaardigen met verschillende eigenschappen, zoals kleur en materiaal. Ontwerpers kunnen deze technologie gebruiken om prototypes te maken van elastomeren of overgegoten onderdelen. Als uw ontwerp een enkele harde kunststof is, raden we u aan om bij SL of SLS te blijven - dit is voordeliger. Als u echter prototypes maakt voor overmolding of siliconenrubberontwerpen, kan PolyJet u behoeden voor investeringen in gereedschappen vroeg in de ontwikkelingscyclus. Dit kan u helpen uw ontwerp sneller te herhalen en te valideren en u geld te besparen.
Principe: Elke laag lichtgevoelig polymeermateriaal wordt onmiddellijk na het spuiten gestold met ultraviolet licht, om een volledig gestold model te produceren, dat onmiddellijk kan worden getransporteerd en gebruikt zonder daarna te stollen. Het gelachtige ondersteuningsmateriaal dat speciaal is ontworpen om complexe geometrieën te ondersteunen, kan eenvoudig met de hand of door water worden verwijderd.
Digitale lichtverwerking (DLP)
Digitale lichtverwerking is vergelijkbaar met SLA omdat het licht gebruikt om de vloeibare hars uit te harden. Het belangrijkste verschil tussen de twee technologieën is dat DLP een digitaal lichtprojectorscherm gebruikt, terwijl SLA een ultraviolette laser gebruikt. Dit betekent dat DLP 3D-printers de hele bouwlaag in één keer kunnen afbeelden, waardoor de bouwsnelheid wordt verhoogd. Hoewel het vaak wordt gebruikt voor rapid prototyping, maakt de hogere doorvoer van DLP-printen het geschikt voor de productie van kleine batches van plastic onderdelen.
Principe: het principe is om de door het licht uitgestraalde lichtbron door een condenserende lens te leiden om het licht te homogeniseren, en vervolgens een kleurenwiel (kleurenwiel) door te geven om het licht in drie RGB-kleuren (of meer kleuren) te verdelen en vervolgens te projecteren de kleur op de lens Op de DND wordt het beeld uiteindelijk door de projectielens geprojecteerd.
Multi-jet smelten (MJF)
Net als bij SLS gebruikt Multi Jet Fusion ook nylonpoeder om functionele onderdelen te maken. In plaats van een laser te gebruiken om het poeder te sinteren, gebruikt MJF een inkjet-array om flux op het nylon poederbed aan te brengen. Het verwarmingselement gaat dan door de bedden om elke laag te smelten. Dit resulteert in consistentere mechanische eigenschappen en verbeterde oppervlakteafwerking in vergelijking met SLS. Een ander voordeel van het MJF-proces is het versnellen van de bouwtijd, waardoor de productiekosten worden verlaagd.
Principe: De manier waarop deze technologie werkt is zeer interessant: eerst een laag poeder verspreiden, dan flux spuiten, en tegelijkertijd een detailleringsmiddel spuiten om de fijnheid van de randen van het geprinte object te verzekeren, en dan opnieuw aanbrengen Warmtebron . Deze laag is klaar. En zo verder, totdat het 3D-object is voltooid.
Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused Deposition Modeling (FDM) is een veelgebruikte desktop 3D-printtechnologie voor plastic onderdelen. De functie van de FDM-printer is om het plastic filament laag voor laag op het bouwplatform te extruderen. Dit is een kosteneffectieve en snelle methode om fysieke modellen te maken. In sommige gevallen kan FDM worden gebruikt voor functionele testen, maar de technologie is beperkt vanwege de relatief ruwe oppervlakteafwerking en onvoldoende sterkte van de onderdelen.
Principe: FDM-proces smelt en extrudeert plastic draad door een mondstuk op hoge temperatuur. De draad wordt verzameld, gekoeld en gestold op het platform of het verwerkte product, en de entiteit wordt laag voor laag verzameld.
Direct Metaal Laser Sinteren (DMLS)
3D-printen van metaal opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen van metalen onderdelen. Het wordt vaak gebruikt om metalen, uit meerdere componenten bestaande componenten te reduceren tot individuele componenten of lichtgewicht componenten met interne kanalen of uitgeholde kenmerken. DMLS kan worden gebruikt voor prototyping en productie omdat de dichtheid van onderdelen zo dicht is als onderdelen die zijn geproduceerd met behulp van traditionele metaalproductiemethoden zoals machinale bewerking of gieten. Het maken van metalen onderdelen met complexe geometrieën maakt het ook geschikt voor medische toepassingen waarbij het ontwerp van onderdelen organische structuren moet nabootsen.
Principe: De metalen matrix wordt gedeeltelijk gesmolten met behulp van een hoogenergetische laserstraal en gecontroleerd door 3D-modelgegevens, terwijl poedermetalen materialen worden gesinterd en gestold en automatisch laag voor laag worden gestapeld om dichte geometrische vaste delen te genereren.
Elektronenbundelsmelten (EBM)
Het smelten van elektronenstralen is een andere 3D-printtechnologie van metaal die een elektronenstraal gebruikt die wordt aangestuurd door een elektromagnetische spoel om het metaalpoeder te smelten. Tijdens het bouwproces wordt het printbed verwarmd en in een vacuümtoestand geplaatst. De temperatuur waarbij het materiaal wordt verwarmd, wordt bepaald door het gebruikte materiaal.
Principe: importeer de driedimensionale solide modelgegevens van het onderdeel in de EBM-apparatuur en leg vervolgens een dunne laag fijn metaalpoeder in de werkcabine van de EBM-apparatuur en gebruik de energie met hoge dichtheid die wordt gegenereerd in de focus na de hoogenergetische elektronenbundel wordt afgebogen en gefocusseerd. De gescande metaalpoederlaag genereert temperatuur in een klein lokaal gebied, waardoor de metaaldeeltjes smelten. Het continue scannen van de elektronenstraal zal ervoor zorgen dat de minuscule metalen gesmolten pools samensmelten en stollen, en verbinden om een lineaire en vlakke metaallaag te vormen.