Rodzaje technologii druku 3d

druk 3d co to

Druk 3D obejmuje kilka technologii produkcyjnych, które tworzą trójwymiarowe obiekty za pomocą nanoszenia na siebie poszczególnych warstw. Każda z technologii  różni się sposobem formowania plastikowych i metalowych ingredientów, doborem materiałów, wykończeniem powierzchni, trwałością, szybkością oraz kosztami produkcji. Oto kilka przykładów.

Druk 3D do szybkiego prototypowania

Można śmiało powiedzieć, że drukowanie 3D najczęściej używane jest w celu tworzenia prototypów. Zdolność do szybkiego wyprodukowania jednej części umożliwia konstruktorom weryfikację własnych pomysłów. Drukowanie prototypów obejmuje obiekty niewielkich rozmiarów oraz złożone geometrie – są to zwykle komponenty do zastosowania lotniczego i medycznego. Jedną z firm, która przoduje na obszarze szybkiego prototypowania w Polsce jest Cubic Inch.

druk 3d

Polimerowe procesy drukowania 3D

  • Stereolitografia (SLA) – oryginalny przemysłowy proces drukowania 3D. Drukarki SLA wyróżniają się produkcją części o wysokim poziomie szczegółowości i gładkiej powierzchni. Mają szerokie zastosowanie w przemyśle medycznym (modele anatomiczne i mikroprzepływy).
  • Selektywne spiekanie laserowe (SLS) – stapia proszki na bazie nylonu w solidne tworzywo sztuczne. Części SLS wykonuje się z materiału termoplastycznego, więc są one trwałe i nadają się tym samym do testów funkcjonalnych. W porównaniu do  części SL są mocniejsze, ale mają bardziej szorstkie wykończenie powierzchni. SLS nie wymaga konstrukcji wsporczych, więc cała platforma konstrukcyjna może być wykorzystana do zagnieżdżania wielu części w ramach jednej kompozycji.
  • Technologia PolyJet – kolejny proces drukowania 3D z tworzyw sztucznych, ale jest pewien zwrot akcji: PJ może wytwarzać części o wielu właściwościach, takich jak kolory i materiały. Projektanci są w stanie wykorzystać ten rodzaj technologii do prototypowania części elastomerowych lub obtryskiwanych. Jeśli Twój projekt jest pojedynczym, sztywnym plastikiem, zaleca się przyklejenie SL lub SLS – jest to bardziej ekonomiczne. Jeśli natomiast tworzysz prototyp konstrukcji typu overmolding lub gumy silikonowej, PolyJet może uchronić Cię przed koniecznością inwestowania w oprzyrządowanie na wczesnym etapie produkcji. 
  • Cyfrowe przetwarzanie światła (DPL) – są podobieństwa do SLA, ponieważ technologia ta utwardza płynną żywicę za pomocą światła. Podstawowa różnica między nimi polega na tym, że DLP wykorzystuje cyfrowy ekran projekcyjny, podczas gdy SLA wykorzystuje laser UV. 
  • Multi Jet Fusion (MJF) – podobnie jak SLS,  buduje funkcjonalne części z proszku nylonowego. Jednak zamiast używać lasera do spiekania proszku, MJF używa matrycy atramentowej. Skutkuje to bardziej spójnymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu z SLS, a także ulepszonym wykończeniem powierzchni. Kolejną zaletą procesu MJF jest przyspieszony czas budowy, co prowadzi do niższych kosztów produkcji.
  • Modelowanie osadzania topionego (FDM) to popularna technologia druku 3D z tworzyw sztucznych. Drukarka FDM działa poprzez wytłaczanie włókna z tworzywa sztucznego warstwa po warstwie na platformę roboczą. To ekonomiczna i szybka metoda tworzenia modeli fizycznych. Istnieją przypadki, w których FDM może być używany do testów funkcjonalnych, ale technologia ta jest ograniczona z powodu części o stosunkowo szorstkiej powierzchni i braku wytrzymałości.

 

Druk 3D z metalu

  • Bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS). DMLS jest opłacalny zarówno w przypadku prototypowania, jak i produkcji, ponieważ części są tak gęste, jak te wytwarzane tradycyjnymi metodami (obróbka skrawaniem lub odlewanie). Tworzenie metalowych komponentów o złożonej geometrii sprawia, że ​​technologia ta nadaje się również do zastosowań medycznych, w których projekt części musi naśladować strukturę organiczną.
  • Topienie wiązką elektronów (EBM) – wykorzystuje wiązkę elektronów kontrolowaną przez cewki elektromagnetyczne do topienia proszku metalu. Temperatura, do której materiał jest podgrzewany, zależy od używanego materiału.

 

Kiedy warto użyć druku 3D? 

Jeśli ilość drukowanych części jest stosunkowo nieduża, drukowanie 3D może być optymalne – wytyczne obejmują zwykle od 1 do 50 części. Gdy wolumeny zbliżają się do setek, warto zbadać inne technologie produkcyjne. W przypadku projektu o złożonej geometrii (np. komponent aluminiowy z wewnętrznym kanałem chłodzącym), druk 3D może okazać się jedyną sensowną opcją.