Cum funcționează imprimantele 3D? Iată Lowdown privind producția aditivă

Imprimarea 3D este peste tot în aceste zile. Oamenii îl folosesc pentru a face totul, de la prototipuri de produse la motoare cu reacție și orice altceva între ele - dar cum funcționează imprimantele 3D, exact? Cum fac aceste mașini magice obiecte tridimensionale - de aproape orice formă - în câteva ore? Ei bine, dacă ai fost vreodată curios despre aceste lucruri, ai noroc. Iată o descriere simplă a celor mai comune patru tehnologii de imprimare 3D utilizate în prezent.

FDM

Modelarea depunerii de filamente, cunoscută și sub denumirea de fabricație de filamente topite, este cel mai comun tip de imprimare 3D - cel puțin din partea consumatorului. Dacă ați mai văzut o imprimantă 3D în persoană, este foarte probabil să fie o imprimantă FDM.

Funcțional vorbind, mașina dvs. medie FDM funcționează foarte mult ca o pistolă cu lipici fierbinte care este acționată de un robot (destul de interesant, așa a fost inventat FDM în anii 1980!). Materialul solid intră într-un capăt, este împins printr-o duză fierbinte, se topește și se depune în straturi subțiri. Acest lucru se întâmplă mereu până când apare un obiect tridimensional. Singura diferență este că, în loc de lipici, aceste imprimante 3D folosesc de obicei un filament termoplastic precum ABS sau PLA. Aceste materiale plastice proiectate special sunt proiectate să se topească și să devină lichide la o temperatură foarte specifică, dar să revină la o stare solidă după ce s-au răcit doar câteva grade.

În cei mai simpli termeni posibili, imprimarea 3D FDM este practic imprimarea 2D din nou și din nou. De fiecare dată când un strat este finalizat, duza se mișcă puțin (sau uneori patul se mișcă în jos) și următorul strat este imprimat deasupra acestuia. În cele din urmă, după ce sute sau chiar mii de straturi sunt suprapuse, rezultatul este un obiect 3D.

SLA / DLP

SLA și DLP sunt două fețe ale aceleiași monede. SLA (stereolitografie) și DLP (proiecție digitală cu laser) folosesc ambele lumina pentru a „crește” obiecte într-un bazin de rășină fotoreactivă. Diferența este că SLA funcționează prin intermitentul unui laser - un punct mic de lumină concentrată - într-o anumită zonă pentru a-l întări și a crea un strat. În schimb, mașinile DLP vindecă simultan toate zonele unui strat, prin proiectarea luminii pe rășină în forma acelui strat.

Indiferent de specificul tehnic, totuși, mașinile SLA / DLP funcționează în general într-un mod similar. Pentru început, placa de construcție a imprimantei este coborâtă într-un bazin de rășină lichidă și se oprește doar o fracțiune de milimetru înainte de a ajunge la fund. Apropo, această placă de bază este complet transparentă - ceea ce permite luminii să strălucească prin fund. Când se întâmplă acest lucru, orice rășină lichidă care este lovită direct de lumină se va solidifica, formând astfel primul strat al unui obiect și fuzionându-l cu placa de construcție. După aceea, placa de construcție se mișcă în sus cu câțiva microni (care atrage mai multă rășină lichidă sub ea) și procesul începe din nou. În acest mod, obiectele sunt create strat cu strat, de jos în sus.

SLS

Imprimarea SLS funcționează foarte diferit de FDM și SLA. Pentru a crea un obiect, aparatul clipește un laser peste un pat de pulbere superfină, fuzionând particulele împreună pentru a forma un strat subțire și solidificat. Apoi, mașina mătură mai multă pulbere peste partea superioară a stratului (îngropând-o efectiv) și repetă procesul până când imprimarea este completă.

Imprimarea obiectelor în acest mod are o serie de avantaje distincte. Funcționează cu o gamă largă de materiale, poate imprima surplombe mari și întinderi fără a utiliza material de susținere, iar piesele pe care le produce sunt de o calitate extrem de ridicată. Imprimantele SLS pot realiza obiecte care sunt aproape la fel de bune ca piesele create prin turnare prin injecție, frezare și alte procese tradiționale de fabricație.

Singurul dezavantaj? Imprimantele SLS sunt extrem de scumpe în comparație cu omologii lor FDM și SLA / DLP. Acest lucru se datorează faptului că laserele cu energie ridicată capabile să contopească particule superfine sunt, bine, destul de scumpe pentru început. În general vorbind, chiar și cele mai ieftine imprimante SLS costă peste 200.000 de dolari - iar cele de ultimă generație pot costa cu ușurință milioane. Acestea fiind spuse, există o mână de companii care lucrează în prezent pentru a democratiza această tehnologie și a o face mai accesibilă, deci există șansa ca imprimantele SLS să fie disponibile pentru hobbiști și consumatori într-un viitor nu atât de îndepărtat.

Polyjet

Gândiți-vă la tipărirea polyjet ca la un hibrid magnific între imprimarea FDM, SLA și imprimantele normale cu jet de cerneală 2D. Aceste mașini stropesc picături mici de rășină foto-reactivă pe o suprafață de construcție și apoi o vindecă (întărește) imediat cu lumină ultravioletă. Acest proces este apoi repetat de sute (dacă nu chiar mii) de ori pentru a crea obiecte strat cu strat. Diferența mare este că, spre deosebire de imprimantele FDM, mașinile polyjet pot depune simultan material din mai multe duze (de unde și numele) - ceea ce le oferă o varietate de avantaje.

Probabil că cel mai mare beneficiu al polyjetului este că obiectele pot fi create cu o gamă largă de culori, gradiente și modele diferite. Multe mașini polyjet pot imprima simultan cu mai multe materiale. De exemplu, dacă aveți nevoie de o carcasă de găurit fără fir cu un corp din nailon și o mână de cauciuc, o mașină polyjet suficient de avansată ar putea să fabrice acel obiect într-o singură sesiune de imprimare. În plus, imprimantele polyjet sunt, de asemenea, capabile de rezoluții extrem de ridicate - atât de mult încât este adesea greu de spus că un obiect produs într-o mașină polyjet de ultimă generație a fost imprimat 3D.

Postări recente

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found