Як працюють 3D-принтери? Ось низький рівень виробництва добавок

3D-друк сьогодні є скрізь. Люди використовують його для виготовлення всього, починаючи від прототипів продуктів і закінчуючи реактивними двигунами та всього іншого - але як саме працюють 3D-принтери? Як ці магічні машини роблять тривимірні об’єкти - практично будь-якої форми - за лічені години? Ну, якщо вам коли-небудь цікаво було про ці речі, вам пощастило. Ось дещо простий опис чотирьох найпоширеніших технологій 3D-друку, що використовуються сьогодні.

FDM

Моделювання осадження ниток, також відоме як виготовлення плавлених ниток, є найпоширенішим видом 3D-друку - принаймні на стороні споживача. Якщо ви раніше особисто бачили 3D-принтер, досить велика ймовірність, що це був принтер FDM.

Функціонально кажучи, ваша середня машина FDM дуже нагадує пістолет для гарячого клею, яким керує робот (що цікаво, насправді саме так було винайдено FDM ще у 1980-х роках!). Твердий матеріал йде одним кінцем, проштовхується через гаряче сопло, плавиться і наноситься тонкими шарами. Це трапляється знову і знову, поки не з’явиться тривимірний об’єкт. Єдина відмінність полягає в тому, що замість клею ці тривимірні принтери, як правило, використовують термопластичну нитку, таку як ABS або PLA. Ці цілеспрямовано сконструйовані пластмаси призначені для плавлення та перетворення на рідину при дуже певній температурі, але повертаються до твердого стану після охолодження лише на пару градусів.

Найпростішими словами, 3D-друк FDM - це в основному 2D-друк знову і знову. Щоразу, коли шар завершений, сопло трохи рухається вгору (або іноді ліжко рухається вниз), а поверх нього друкується наступний шар. Зрештою, після того, як сотні або навіть тисячі шарів укладаються один на одного, виходить тривимірний об’єкт.

SLA / DLP

SLA та DLP - це дві сторони однієї медалі. SLA (стереолітографія) і DLP (цифрова лазерна проекція) використовують світло для «вирощування» об’єктів у пулі фотореактивних смол. Різниця полягає в тому, що SLA працює, прошиваючи лазер - крихітну крапку концентрованого світла - через задану область, щоб загартувати її і створити шар. На відміну від цього, машини DLP затвердівають всі ділянки шару одночасно, проеціюючи світло на смолу у формі цього шару.

Незалежно від технічних особливостей, машини SLA / DLP, як правило, працюють подібним чином. Для початку конструкційна пластина принтера опускається в басейн рідкої смоли і зупиняється лише на частку міліметра, перш ніж дійти до дна. Ця опорна плита, до речі, повністю прозора - що дозволяє світлу просвічувати через дно. Коли це трапляється, будь-яка рідка смола, яка потрапляє безпосередньо під світло, застигне, утворюючи тим самим перший шар предмета і зливаючи його з будівельною пластиною. Після цього будівельна пластина рухається вгору на кілька мікрон (що вбирає під себе більше рідкої смоли), і процес починається спочатку. Таким чином, об’єкти створюються шар за шаром, знизу вгору.

SLS

Друк SLS працює дуже інакше, ніж FDM та SLA. Щоб створити об’єкт, машина блимає лазером над шаром надзвичайно тонкого порошку, сплавляючи частинки, утворюючи тонкий твердий шар. Потім апарат змітає більше порошку поверх цього шару (ефективно закопуючи його) і повторює процес, доки друк не буде завершено.

Друк предметів у такий спосіб має низку чітких переваг. Він працює з широким спектром матеріалів, може друкувати великі звиси та прольоти, не використовуючи допоміжний матеріал, а виготовлені деталі надзвичайно якісні. Принтери SLS можуть виготовляти предмети, які майже такі ж гарні, як деталі, створені за допомогою лиття під тиском, фрезерування та інших традиційних виробничих процесів.

Єдиний мінус? Принтери SLS надзвичайно дорогі в порівнянні з аналогами FDM та SLA / DLP. Це пов’язано з тим, що високоенергетичні лазери, здатні зливати надзвичайно дрібні частинки, спочатку досить дорогі. Взагалі кажучи, навіть найдешевші принтери SLS коштують понад 200 000 доларів - а висококласні можуть легко коштувати мільйони. Тим не менш, в даний час існує декілька компаній, які працюють над демократизацією цієї технології та зробити її більш доступною, тож існує ймовірність того, що принтери SLS можуть бути доступними для любителів та споживачів у не такому далекому майбутньому.

Polyjet

Подумайте про поліетічний друк як про чудовий гібрид між FDM, друком SLA та звичайними 2D-струменевими принтерами. Ці машини розбризкують крихітні крапельки фотореактивної смоли на поверхню споруди, а потім негайно затверджують (загартовують) її ультрафіолетовим світлом. Потім цей процес повторюється сотні (якщо не тисячі) разів для створення об’єктів шар за шаром. Велика різниця полягає в тому, що на відміну від принтерів FDM, машини для струменевого друку можуть відкладати матеріал відразу з декількох сопел (звідси і назва), що дає їм різноманітні переваги.

Можливо, найбільша перевага Polyjet полягає в тому, що об'єкти можна створювати з широким спектром різних кольорів, градієнтів та візерунків. Багато верстатів Polyjet також можуть друкувати з кількома матеріалами одночасно. Наприклад, якщо вам потрібен корпус акумуляторного свердла з нейлоновим корпусом і гумовою рукояткою, досить вдосконалений поліагрегат може потенційно виготовити цей предмет за один сеанс друку. Крім того, поліетиленові принтери також мають надзвичайно високу роздільну здатність - настільки, що часто важко сказати, що об’єкт, виготовлений у високоякісному поліметром, був надрукований у форматі 3D.

Останні повідомлення