A 3D nyomtatási technológiák hét fő típusa

A 3D -s nyomtatás, más néven adalékanyag -gyártás, számos különálló folyamatot lefedi . bár eltérő, mindegyikük ugyanazokat a kulcsfontosságú lépéseket osztja meg a . Rétegek az elérési útmutató létrehozásához a 3D nyomtatóhoz a . követésére

Miért hét típus?

Az adalékanyag -gyártás az általa gyártott termékek vagy az általa használt anyagok alapján kategorizálható. A . Az ISO hét általános típusba sorolta be . A 3D nyomtatás ezen hét kategóriája is küzd, hogy fedezze a technikai altípusok és hibrid technológiák növekvő számát .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Anyag Extruding 3D nyomtatás

Anyagkivitel a nevének felel meg: Az anyagokat egy . fúvókán keresztül tolja át, általában az anyag egy műanyag izzószál, amelyet megolvasztunk és extrudálnak egy fűtött fúvókán keresztül. A 3D -s nyomtatás formája . Bár egyszerűnek hangzik, figyelembe véve az extrudálható anyagok sokféleségét, beleértve a műanyagokat, a fémeket, a betonot, a bio géleket és a különféle ételeket, ez valójában egy nagyon széles kategóriáj

 Az anyag extrudálásának altípusai: olvasztott lerakódási modellezés (FDM), konstrukció 3D nyomtatás, mikro 3D nyomtatás, bio 3D nyomtatás .
 Anyagok: műanyagok, fémek, ételek, betonok stb.
 Dimenziós pontosság: ± 0 . 5% (alsó határ ± 0,5 mm).
 Közös alkalmazások: Prototípus, elektromos burkolatok, forma és illeszkedés tesztelés, szerszámlák és szerelvények, öntési minták, épületek stb.
 Előnyök: A legalacsonyabb költség 3D nyomtatási módszer, széles anyagtartományban .
 Hátrányok: Általában alacsonyabb anyagi teljesítmény (szilárdság, tartósság stb.

1. olvasztott lerakódási modellezés (FDM)
 

Az FDM alkatrészeket különféle 3D -s nyomtatókon lehet készíteni, fémek vagy műanyagok felhasználásával

Van egy többmilliárd dolláros piac az FDM 3D nyomtatók számára, több ezer géppel, az alapoktól a komplex ipari modellekig terjedő . Az FDM gépeket olvasztott izzószál -gyártásnak (FFF) is nevezzük, amely pontosan ugyanaz a technológia ., mint az összes 3D nyomtatási technológiák, az FDM elindul egy digitális modellvel, amely akkoriban a 3D Paths Paths -hez kapcsolódik, és ezután a 3D Paths -hez konvertált. Kövesse a .} FDM -ben, betölt egy filamentumot (vagy egyszerre több) a 3D -s nyomtatóba, amely a nyomtató extruder fúvókájába {. A nyomtató melegíti a fúvóka vagy a fúvóka a szükséges hőmérsékletre, hogy lágyítsák a filament lágyítását, lehetővé téve az egymást követő rétegeket, hogy kötődjenek egy szilárd részhez .}}}}}}

Mivel a nyomtató a kijelölt XY sík koordináták mentén mozgatja az extrudert, az első . réteget leteszi az extruder, ezután a következő magasságra emelkedik (Z sík), a folyamatréteg megismétlése, amíg az objektum teljesen ki nem alakul ., az objektum geometriájától függően lehet, hogy a nyomtatványok megsemmisüljenek, és ezeknek a nyomtatványok vannak, a tartókra szükség lehet, és szükség lehet a tartókra, és szükség lehet a tartókra, és szükség lehet a tartókra, és Vízben vagy más megoldásokban feloldható .

Az FDM 3D nyomtatók számos gépet kínálnak a hobbisták, a kisvállalkozások és a gyártók számára (források: Creality, Raise3d, Stratasys) .

2. 3 D biomináció

A 3D -s biomináció hasonló a hagyományos 3D nyomtatáshoz, de a felhasznált anyagok szignifikánsan eltérőek .

A 3D -s bioprintálás, vagy a bio 3D nyomtatás egy olyan adalékanyag -gyártási folyamat, amely ötvözi az organikus vagy biológiai anyagokat, például az élő sejteket és a tápanyagokat, hogy természetes háromdimenziós szöveteket hozzon létre, mint például a., bármit előállíthat a csontvázszövetből és az erekből, például a gyógyszerkészítményből, és a gyógyszerkészítményből, és a gyógyszerkészítményből, és a gyógyszerkészítményből, és a gyógyszerkészítményből, és az innovációt, és az innovációt és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt, és az innovációt használják, és az innovációt használják, és az innovációt használják. Regeneratív gyógyászati terápiák . A 3D biomináció tényleges meghatározása továbbra is fejlődik . Alapvetően az FDM 3D nyomtatáshoz hasonlóan működik, és az anyag extrudálási kategóriába tartozik (bár az extrudálás nem az egyetlen bioprintezési módszer) .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

A 3D -s biominációban az anyagot (bio tinta) egy tűből extrudálják, hogy nyomtatási rétegeket hozzon létre . biofinkák, amelyek elsősorban élő anyagokból állnak, például a. cellákból, például a kollagén, a zselatin, a hialuronsav, a selyem, az Alginate vagy a Nanocellulose számára, amely molekuláris állványt nyújt a szerkezeti állományhoz, és a tápanyagot, és a tápanyagot, vagy a nanocellulózt nyújtja a molekuláris állványhoz, és a tápanyagot, és a nanocellulózt nyújtja. Támogatás .

3. Construction 3D nyomtatás

Építőipari 3D -s nyomtatás

Építés A 3D -s nyomtatás egy gyorsan növekvő anyag -extrudálás alterülete . A technika magában foglalja a túlméretezett 3D nyomtatók (általában tíz méter magasig) történő felhasználását az építőanyagok extrudálására, mint például a. Ezek a gépek általában a Patrice vagy Robotikus Karrendszerek formájában használják, és az építkezési projekteket most használják, és az építkezéscsoportokat használják, és az építkezéscsoportokat most az építkezéshez használják, és az építkezési projekteket most az építkezéshez használják, és az építkezéscsoportok, és az építkezési projekteket használják. A vízkúttól a falakig . Egyes kutatók szerint ez jelentősen átalakíthatja az építőipart a munkaerő -igények és az építési hulladékok csökkentésével .

Több tucat 3D -s nyomtatott ház van az Egyesült Államokban és Európában . A 3D -s építési technológia fejlesztése folyamatban van a Holdon és a Marson található anyagok felhasználására a jövőbeli expedíciók számára a . nyomtatás a helyi talajjal, mint fenntarthatóbb építési módszer is.

A gyanta alapú 3D nyomtatás vagy a fotopolimerizáció a fényt használja a folyékony gyanta szelektív gyógyítására . Az egyes rétegek kikeményedése után az összeállítási platform kissé eltolódik (0.01 0.05 mm), és a folyamat megismétlődik, amíg az objektum be nem fejeződik.

Ennek a folyamatnak a sztereolitográfia (SLA), a digitális fényfeldolgozás (DLP) és a folyadékkristály kijelző (LCD)/maszkolt SLA (MSLA) . .}} . . . kulcsa különbségek közé tartozik a sztereolitográfia (SLA), a digitális fényfeldolgozás (DLP) és a folyadékkristály kijelző (LCD).

A vödör polimerizációja fényt használ a fényérzékeny gyantaréteg megkeményítéséhez .

Néhány 3D -s nyomtatógyártó, különösen a professzionális minőségű gépek gyártója, egyedi, szabadalmaztatott fotopolimerizációs variánsokat fejlesztettek ki . Ezért a különféle nevű technológiák láthatók a. szén, az ipari 3D nyomtató gyártójának, a digitális eredetét (DLS) alkalmazhatja a technikájában. Photopolimerizáció (P3), a FORMLABS alacsony erő sztereolitográfiát (LFS) és az Azul 3D -s első forgalmazott HÉA -fotopolimerizációt kínál nagy terület gyors nyomtatás (HARP) formájában. gyanta .

A 3D nyomtatási technológiák típusai: sztereolitográfia (SLA), folyadékkristály kijelző (LCD), digitális fényfeldolgozás (DLP), mikro -sztereolitográfia (μSLA) stb.
Anyagok: fotopolimerek (Castable, átlátszó, ipari, biokompatibilis stb. .)
Dimenziós pontosság: ± 0,5% (alsó határ ± 0,15 mm vagy 5nm μSLA -val)
Általános alkalmazások: Prototípus és végső felhasználás polimer alkatrészek, ékszerek, fogászat, fogyasztási cikkek
Előnyök: sima felületek, finom részletek

1 sztereolitográfia (SLA)

Sztereolitográfia (SLA) Példák a 3D rendszerekből, a DWS -ből és a FORMLAB -ból .

A sztereolitográfiát (SLA), a világ első 3D nyomtatási technológiáját Chuck Hull találta ki a 1986. -ben. Szabadalmazta és 3D rendszereket állított fel a .} . forgalomba hozatalához, a hobbisták és a szakemberek használják sok 3D nyomtatógyártó révén. .}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Az SLA lézert használ a gyantarétegek megszilárdításához . A legtöbb SLA -nyomtató szilárdtest -lézereket használ . A DLP -hez képest, az SLA pontos lézer hosszabb ideig tart, hogy nyomon kövesse az objektumrétegeket, míg a DLP azonnal megkeményíti a teljes rétegeket egy Flash .}, az SLA lézerét erősebb fényt eredményez, és amelynek valamilyen tervezésre szükség van {{5.

Mikro - sztereolitográfia (μSLA)

A 2 - 50} . . feloldásokkal képes mikro -skála alkatrészeket kinyomtatni, összehasonlításhoz az emberi haj átlagban 75 mikron szélességű . mint "mikro 3D nyomtatás", a μsla -t a folyadékgyűjteményekhez, és a lenes -ek, és a LACKS -t, és a LACKS -ek, és a LACKERS -ek Komplexumok felhasználásával, és a folyadékgyűjteményeket, és a LENSE -ket, és a Smalle Smalle -t készítik, és a Smalle Smalle -t készítik, és a LACKS -t, és a LENSE -ket Komplexumok, és a LACKS -ek, és a LENSE -ket, és a LENSE -ket. Pontok .
 

A Nanoscribe és a Microlight3d két vezető gyártó két - fotonpolimerizáció (TPP) 3D nyomtatókból (források: Nanoscribe, Microlight3d) .

Két - foton polimerizáció (TPP)

A 2PP, egy másik mikro - 3 D nyomtatási technológia és az SLA . egyik formája, impulzusos femtosekundás lézerek használatával, amelyek egy speciális gyanta áfában fókuszálnak, a TPP -nek a 0 . 1 mikronokat a 3d Pixels -rel, a 3d Pixels -rel, és az építőiparban), és az építőelemek szoliditálása ranszolnak, és az építőiparban, és az építőipari részeket, és az építőiparban), és az építőiparban, és az építőiparban) Réteget . réteg szerint, ezt a kutatásban, az orvosi alkalmazásokban és a mikro -alkatrészek gyártásában, például a mikro -elektródákban és az optikai érzékelőkben használják.
 

2 Digitális fényfeldolgozás (DLP)

A DLP 3D nyomtatás digitális fénysugár -kivetítőt használ az egyes rétegek képeinek a gyanta egy go -ban (vagy többszöri nagyobb alkatrészek esetén) . által gyakoribb, mint az SLA, a DLP hatékonyan előállítja a nagyobb alkatrészeket egyetlen tételben, mivel az egyes rétegek expozíciós időpontja egyenletes, függetlenül az alkatrészek számától, . Az egyes rétegek összehasonlítója a négyzet alakú pixelek formázási formájától függetlenül, függetlenül az alkatrészek számától. Voxels . A fényt LED -képernyőkön vagy UV -lámpákon vetítik a gyantára, egy digitális mikromirror -eszközzel (DMD), amely a fényt az építési felületre irányítja .

A modern DLP projektorok több ezer mikrométer méretű LED -t használnak fényforrásokként, külön -külön vezérelve az XY felbontás fokozására . A DLP 3D nyomtatók jelentősen eltérnek a fényforrás, lencsék, DMD minőség és egyéb alkatrészek alapján, az árak 300 dollár és több mint 200 dollár között, 000.}

A "Top -Down" DLP nyomtatásban a fényforrás a nyomtató tetején található, és a gyanta . gyantára ragyog. Igényelje ezt a módszert, amely nem harcol a gravitációval, stabilabb eredményeket hoz a nagyobb alkatrészeknél . Ezzel szemben: a "Bottom - Up" DLP nyomtatók korlátozott súlyú képességgel bírnak az alkatrészek lógási lemezéről . A gyanta áfa támogatja a nyomtatást a "felső -le" nyomtatás során, csökkentve a támogatási struktúrák igényének szükségességét.

Vetítés mikro - sztereolitográfia (PμSL)
 

Egyedülálló áfa -fotopolimerizációs típusként a PμSL DLP alkategória és egy mikro - 3 D - nyomtatási technológia . A kivetítő UV -fényét használja a speciálisan megfogalmazott gyanta rétegek . vastagságú, {5 -}}} mikron,} mikron,} mikron - vastag fektetéssel. A technika alacsony költség, pontosság, sebesség és anyagi sokoldalúság miatt fejlődik (polimerek, biomatermékek, kerámia) . A mikrofluidikában, a szövettechnikában, a mikro -optikában és az orvosbiológiai mikro -alkalmazásokban potenciált mutat

Litográfia - alapú fémgyártás (LMM)

Egy másik DLP - Kapcsolódó technológia, az LMM apró fém alkatrészeket hoz létre a műtéti szerszámokhoz és a mikro -mechanikus alkatrészekhez . LMM -ben a fémpor a fotopolimer gyantában diszpergálódik, és szelektíven szilárdítva a kék - könnyű projektor expozícióval . A nyomtatás után}}}}}}}}}}}}}} adagolót hagyva elhagyják, és elhagyják a kudarcot. Tartalmazza a rozsdamentes acél, a titán, a volfrám, a sárgaréz, a réz, az ezüst és az arany .

Mikro - fém 3D -s nyomtatott rész, amelyet LMM technológiával készítettek egy Inkus 3D nyomtatón .

Az LCD, vagy az MSLA, olyan, mint a DLP, de DMD helyett LCD -képernyőt használ, így a nyomtatók megfizethetőbbé teszik . Az LCD meghatározza a nyomtatott gabonát, az XY precíziós . egyetlen fényforrásával ellentétben az LCD -t az iparos. lcd renting -rel. Használja a .

Az LCD bizonyos esetekben gyorsabban nyomtathat, mint az SLA, a teljes réteg expozíciója miatt . Az alacsony LCD -egység költsége népszerűvé teszi a költségvetési asztali gyanta nyomtatók számára . Ugyanakkor szakmai szempontból is használják, néhány ipari 3D -s nyomtató gyártóinak, amelyek nyomtatják a korlátait, és lenyűgöző eredményeket elérnek.}}}}}}}}}}}}}}}

A Powder Bed Fusion (PBF) egy 3D -s nyomtatási folyamat, ahol a hőforrás szelektíven megolvasztja a porrészecskéket (műanyag, fémek vagy kerámiák) egy építési területen, szilárd tárgyak réteget hozva létre . a PBF 3D nyomtatókban, egy vékonyrétegű porréteg az építési ágyon, általában egy pengével, vagy a Wiper . energiával. . réteg egy másik porréteget ezután letétbe helyeznek, és az előzőhez olvadnak. . Ez a folyamat megismétlődik, amíg a teljes objektum meg nem épül, a végső terméket . melléktermékkel zárva.

Átfogó útmutató 7 fő 3D nyomtatási technológiához és alkalmazásukhoz (SEO Optimalized)

Mivel az adalékanyag-gyártási (3D nyomtatási) technológiák továbbra is érettek, több iparág különféle nyomtatási módszereket alkalmaz a komplex struktúrák, a nagyteljesítményű anyagok és a kis tételű testreszabás igényeinek kielégítése érdekében. Ez a cikk hét mainstream 3D nyomtatási technológiát, SLS-t és kutatást vizsgál, és a Binding-to-tól és a kutatástól és a kutatókat, és a kutatókat és a kutatókat, és a kutatókat és a kutatókat, és a kutatókat és a kutatókat, és a kutatókat és a kutatókat, és a kutatókat, és a kutatókat és a kutatókat, és kutatják. Módszerek .

1. Powder Bed Fusion (PBF) technológia

A PBF lehetővé teszi a nagy szilárdságú, kopásálló és tartós alkatrészek előállítását, amelyeket általában fogyasztói termékekben, ipari eszközökben és funkcionális alkatrészekben használnak .

Általános anyagok: műanyag por, fémpor, kerámia por
Dimenziós pontosság: ± 0,3% (minimum ± 0,3 mm)
Reprezentatív technológiák:
SLS (szelektív lézer -szinterelés)
LPBF (lézerpor ágy fúzió)
EBM (elektronnyaláb -olvadás)

 1.1 Szelektív lézer -szinterelés (SLS)

Az SLS egy lézer segítségével a polimer porok szinterjéhez (E . G ., nylon PA12) réteg szerinti réteg, amely nem igényel támogatási struktúrákat . ideális üreges és összetett mintákhoz, széles körben használják a funkcionális alkatrészekben, a kis bot-gyártásban és az orvosi modellezésben .

 1.2 MICRO szelektív lézer -szinterálás (μSL)

A μSLS alkalmas nagymértékben pontos mikro-fémszerkezetekhez, amelyek 5 μm alatti feloldásokkal vannak ellátva, amelyeket az elektronikus mikro-komponensek előállításához használnak .

 1.3 lézerpor ágyfúzió (LPBF)

Az LPBF elsősorban fém alkatrészeket nyomtat, például titánötvözetek, rozsdamentes acél és nikkel-alapú ötvözetek . A nagy teljesítményű lézer- és inert gázkörnyezete

 1.4 Elektronnyaláb -olvadás (EBM)

Az EBM elektronnyalábot használ a fémpor szeletelésére vákuumban, amely vezetőképes és fényvisszaverő anyagokhoz, például rézhez és titánhoz, . A magas hőmérsékletű építési környezet csökkenti a maradék stresszt, ideális az ortopédiai implantátumokhoz és a turbina pengékhez .

Anyag Jeting lerakódások fényérzékeny gyanta vagy viasz csepp-alapú módon, lehetővé téve a nagy felbontású, multi-anyag- és színes nyomtatást .
Általános anyagok: fotopolimer gyanta, viasz, kompozitok
Dimenziós pontosság: ± 0,1 mm
Altípusok:
M-Jet (polimer anyag jajtázása)
NPJ (nanorészecske -sugárzás)
Az M-Jet-t az autóipari, orvosi és ipari tervezési prototípushoz használják többszínű, multi-anyagi kimenetel . NPJ célozza

A kötőanyag -sugárzás egyesíti a porágyat és a tintasugaras technológiákat azáltal, hogy egy kötőanyagot rétrésenként egy por ágyra helyez el, hogy 3D -s szerkezeteket képezzen .
Közös anyagok: fém, kerámia, homok, polimerek
Dimenziós pontosság: ± 0,2 mm (fém) vagy ± 0,3 mm (homok)
Variánsok:
Fém kötőanyag -sugárzás
Polimer kötőanyag sugárhajtású
Homok kötőanyag -sugárzás

Ez a technológia nem igényel támogatási struktúrákat, és nagy termelési hatékonyságot kínál, amely alkalmas színes prototípusok és funkcionális fém alkatrészek gyártására . A fém alkatrészek általában debinálódnak és szinterednek az utófeldolgozás, hogy javítsák a mechanikai szilárdságot .

A DED lézer-, ív- vagy elektronnyalábokat használ a fémhuzalok vagy porok megolvadásához és lerakódásához, ideális a nagy szerkezeti nyomtatáshoz és az alkatrészek javításához .

Anyagok: rozsdamentes acél, titánötvözet, nikkelötvözet
Dimenziós pontosság: ± 0,1 mm
Jellemző altípusok:
Lézer ded (l-ded)
Elektronnyaláb ded
ARC-alapú WAAM (drót ív-adalékanyag-gyártás)
Hidegpermet

A DED-t széles körben alkalmazzák az űrben, az energiában és a nehéziparban az alkatrészek javításához és a nagyszabású gyártáshoz .
 

Lamlaminációs halom papír, polimer vagy fémlemez rétegeket, és lézereket vagy vágószerszámokat használ a formázáshoz, ideális a nem funkcionális prototípusok gyors előállításához .
Közös anyagok: papír, polimerek, fémfóliák
Dimenziós pontosság: ± 0,1 mm
Előnyök: Multi-anyagi kombináció, gyors előállítás

Hátrányok: Magas anyaghulladék, alacsonyabb pontosság

A HP által kifejlesztett MJF egyesíti a porlerakódást a biztosító- és részletes szerek alkalmazásával, majd infravörös fűtést használ a szelektív anyag olvadásához .

Anyagok: hőre lágyuló műanyagok, például nylon és polipropilén
Alkalmazások: Ipari alkatrészek, funkcionális prototípusok, orvostechnikai eszközök
Előnyök: Gyors nyomtatás, nincs támogató szerkezet, újrahasznosítható por

Hideg spray: Fémport fűtés nélkül köti össze, ideális a gyors adalékanyag -gyártáshoz .
Molten DED: Letétek folyékony fémek (E . G ., alumínium), potenciálisan újrahasznosított anyagok felhasználásával .
Kompozit alapú adalékanyag-gyártás (CBAM/SLCOM): A szénszál vagy az üvegszál egyesítése nagy szilárdságú szerkezeti alkatrészekhez .
VLM (viszkózus litográfiai gyártás): Multi-anyagi kombinációkat engedélyez az átlátszó filmeken, könnyen eltávolítható támogatási struktúrákkal .

Következtetés

A 3D-s nyomtatás átalakítja a gyártási tájat, páratlan rugalmasságot és tervezési szabadságot kínál a tömegtermelésből a személyre szabott testreszabáshoz . A hét mainstream additív gyártási folyamat megértésével a vállalkozások és a mérnökök kiválaszthatják a legmegfelelőbb 3D nyomtatási megoldást az anyagi igények, a szerkezeti komplexum és a költségvetés alapján.