Методы 3D-печати:различные типы 3D-печати

3D-печать — популярный и универсальный метод, который имеет множество применений и преимуществ. Этот термин является синонимом аддитивного производства, которое является общим термином для всех методов 3D-печати. Установки аддитивного производства строят любую деталь по одному слою за раз и обеспечивают длинный список преимуществ.

Кроме того, все различные типы технологий 3D-печати позволяют выбирать между типами материалов и получать правильное сочетание качества поверхности, долговечности, скорости и стоимости. В этой статье рассматриваются распространенные методы 3D-печати и объясняется, как они работают, чтобы помочь вам сделать лучший выбор для вашего проекта.

Аддитивное производство:краткий обзор

Как уже говорилось, аддитивное производство — это общий термин, описывающий все методы 3D-печати. Любая технология 3D-печати использует компьютерный проект САПР и создает точную геометрическую форму слоями. Отсюда и название «аддитивное производство». В отличие от этой технологии, традиционные методы обычно требуют удаления излишков материалов для создания нужных форм.

Вначале некоторые термопласты были единственными подходящими материалами для 3D-печати. Это ограничило применение концепции, поскольку пластмассы не обладают необходимыми физическими характеристиками для многих высокопроизводительных отраслей. Однако со временем ситуация улучшилась, поскольку различные методы позволили использовать другие материалы, такие как металлы, керамика и даже органические материалы.

Даже тогда термопласты сегодня являются одними из самых популярных материалов для технологий 3D-печати. Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), полимолочная кислота (PLA), поликарбонат (PC) и поливиниловый спирт (PVA) являются одними из наиболее распространенных вариантов в различных отраслях промышленности из-за их универсальности и подходящих характеристик.

Типы методов 3D-печати

1 – Струйная установка связующего

Распыление связующего — это простой метод 3D-печати, в котором для соединения различных слоев детали используется промышленный связующий агент. При распылении связующего в качестве исходного материала используется основной материал в виде порошка, который принтер наносит тонким слоем связующего вещества.

Кроме того, этот процесс работает с такими материалами, как песок, некоторые полимеры, металлические порошки и металлокерамические соединения. Это один из недорогих методов 3D-печати, который позволяет производить большие объемы за короткое время.

Более того, гибкость дизайна и отличная цветопередача, а также точность размеров 0,2 мм (металл) имеют свою цену. Механические характеристики ваших результатов будут не такими хорошими, поэтому этот метод ограничивается только приложениями с низкой интенсивностью. Например, некоторые из наиболее распространенных применений Binder Jetting:

• Металлические детали
• Реалистичные модели
• Недорогие прототипы
• Формы для литья в песчаные формы

2 – Распыление материала

Еще одним популярным выбором среди типов технологии 3D-печати является процесс струйной печати. В этом случае 3D-принтер использует капли жидкого материала для создания каждого слоя.

Одна вещь, которая делает этот процесс уникальным, — это возможность использовать разные типы материалов на одном объекте. В результате вы можете изготавливать детали со смешанными цветами и текстурами, что может придать конечному изделию индивидуальный эстетический вид.

Как правило, фотополимерная смола является единственным жизнеспособным материалом для этого типа процесса 3D-печати. Он обеспечивает наиболее детализированную и наилучшую обработку поверхности с размерной точностью 0,1 мм, но детали не подходят для каких-либо механических применений из-за их слабых характеристик и хрупкости.

Вот некоторые из наиболее распространенных применений процесса струйной обработки материалов:

• Эстетические прототипы
• Прототипы форм для литья под давлением
• Разработка медицинских моделей
• Дизайн презентаций

3 – Экструзия материала

Экструзия — это распространенный промышленный процесс, при котором любой материал, близкий к температуре плавления, проталкивается через меньшее отверстие. Точно так же технология 3D-печати работает по тому же принципу. В большинстве случаев в процессе экструзии используются пластмассы и композитные нити. Например, довольно распространены PLA, ABS, PET, углеродное волокно и другие материалы.

Во время процесса материалы проталкиваются через небольшое сопло, которое нагревает их до точки плавления, и осаждаются по заданной траектории, образуя слой.

Процесс повторяется несколько раз, пока вы не закончите всю часть. Сегодня вы можете использовать экструдированные биоматериалы, съедобные предметы и множество других материалов, но наиболее распространенными являются PLA, ABS и другие пластики.

Экструзия материала на сегодняшний день является самым дешевым методом 3D-печати с достойной точностью и универсальностью. Вот почему вы обнаружите, что большинство домашних 3D-принтеров используют этот тип технологии 3D-печати, поскольку он более распространен и прост в обращении.

Вот некоторые из наиболее распространенных применений экструзии материалов в 3D-печати:

• Корпуса для электронных устройств
• Облегающий.
• Фиксаторы
• Схемы литья по выплавляемым моделям

4 – Полимеризация в ванне

Это уникальный процесс 3D-печати, в котором используется источник света для отверждения фотополимерной смолы. Материалом, подходящим для этого, является только фотополимерная смола, доступная во многих цветах и ​​формах. Этот метод обеспечивает исключительную чистоту поверхности и позволяет создавать замысловатые и сложные геометрические формы.

Метод полимеризации в ванне часто подразделяют на несколько типов. Вот три основных:

• Стереолитография (SLA)
• Цифровая обработка света (DLP)
• Маскированная стереолитография (МСЛА)

Более того, многие другие формы также находятся в стадии исследований, которые еще больше улучшают применение и универсальность этой техники. Основная концепция аналогична. Однако разница между всеми этими формами заключается в источнике света, который фактически играет неотъемлемую роль в процессе отверждения.

Например, некоторые из наиболее распространенных приложений, в которых вы используете 3D-печать с полимеризацией в ваннах, перечислены ниже:

• Формы для литья под давлением
• Прототипы полимеров
• Дизайн презентаций
• Стоматологические приспособления
• Медицинские детали
• Ювелирная промышленность

5 — Слияние с порошковым покрытием

Это один из самых передовых видов 3D-печати с большим потенциалом во многих высокопроизводительных приложениях. Плавление в порошковом слое работает путем фокусировки источника тепла на небольшой площади, чтобы вызвать сплавление между слоями материала в форме порошка.

Например, этот процесс работает с большинством термопластов, керамики и металлов, обеспечивая исключительную точность размеров 0,3%. Некоторыми из распространенных процессов 3D-печати являются селективное лазерное спекание (SLS), селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM), прямое лазерное спекание металлов (DMLS) и Multi Jet Fusion (MJF), и это лишь некоторые из них.

Чтобы проиллюстрировать это, вот несколько распространенных применений, основанных на технологии сплавления в порошковом слое:

• Функциональные металлические детали
• Малосерийное производство
• Полый дизайн

6 – Прямое выделение энергии

Нанесение прямой энергии — это метод 3D-печати, который не требует опорной конструкции и работает одновременно для осаждения и отверждения слоев. Кроме того, этот метод основан на использовании электронного луча, мощного лазера или плазмы для сильного возбуждения материала вблизи точки его плавления для создания слоев.

Применение DED не ограничивается только созданием вещей. Уникальный процесс ремонтирует объекты, и именно там вы обычно видите его чаще.

Наиболее распространенными типами процессов являются LENS, EBAM, Cold Spray и другие. Кроме того, процесс DED ограничен только металлами и хорошо работает как с проволокой, так и с порошками. Однако вам нужно будет потратить много денег на постобработку, что не делает ее жизнеспособным вариантом для многих отраслей.

Например, некоторые из наиболее распространенных применений DED:

• Ремонт компонентов высокого класса
• Функциональные прототипы

7 – Листовое ламинирование

Как следует из названия, ламинирование листов — это метод, при котором чрезвычайно тонкие листы металла укладываются друг на друга для создания трехмерного объекта. Однако этот процесс довольно неточен, но дает чрезвычайно быстрые и экономичные результаты. Тем самым предоставляя ограниченные возможности для функциональных приложений.

Как правило, в процессе ламинирования листов для этого процесса используется бумага, полимер или тонкие листы металла. Наиболее распространенными технологиями обработки являются производство ламинированных объектов (LOM) и ультразвуковая консолидация (UC), которые производят много отходов и требуют дальнейшей обработки детали перед использованием.

Некоторые из наиболее распространенных применений процесса ламинирования листов:

• Нефункциональные прототипы
• Оценка жизнеспособности дизайна
• Модели презентации
• Многоцветная печать
• Формы для литья

Создавайте эффективные прототипы без каких-либо хлопот. Свяжитесь с RapidDirect, чтобы получить услуги 3D-печати премиум-класса по лучшей цене.

Общие области применения 3D-печати

3D-печать часто ассоциируется с быстрым прототипированием, и это правильно. Сегодня это одно из самых распространенных применений этой технологии. Однако методы 3D-печати со временем развивались и теперь охватывают несколько новых областей.

Сегодня различные методы 3D-печати необходимы для нескольких отраслей промышленности. Вот некоторые из областей, в которых метод 3D-печати играет неотъемлемую роль в стимулировании инноваций и роста.

1 – Аэрокосмическая промышленность

Аэрокосмический и оборонный сектор имеет львиную долю, когда речь идет о применении 3D-печати в своих процессах. Например, рынок видов 3D-печати в аэрокосмической отрасли превышает 10,4 миллиарда долларов и со временем продолжает расти.

Более того, быстрое прототипирование — не единственное практическое применение различных методов 3D-печати в аэрокосмической отрасли. Начиная с инструментов и заканчивая разработкой легких компонентов и даже конструктивных элементов самолетов, технология продолжает способствовать эффективности материалов. В результате появляется больше возможностей для снижения общих затрат без ущерба для качества.

2 – Автомобильная промышленность

Автомобильный сектор — следующая большая вещь, когда речь заходит о потенциальных применениях типов 3D-печати в массовом масштабе. Мировой спрос на различные виды 3D-печати продолжает расти в геометрической прогрессии, и эксперты считают, что в ближайшем будущем это создаст жесткую конкуренцию аэрокосмической отрасли за первое место.

Кроме того, развитие новых типов технологий 3D-печати совпадает с ростом спроса на более обтекаемые автомобили и легкие компоненты. Точно так же традиционные производственные подходы не могут соответствовать текущим требованиям отрасли, и 3D-печать, похоже, станет следующим ответом.

Сегодня быстрое прототипирование является преобладающим применением в этом секторе, но будущее действительно захватывающее с потенциалом для более быстрой разработки продукта и большей гибкости дизайна.

3 – Здравоохранение

Еще одно отличное направление, где 3D-печать играет важную роль в секторе здравоохранения. Например, передовые устройства, протезы, имплантаты и другие персональные медицинские устройства требуют гибкости и настройки. К счастью, различные типы методов 3D-печати являются идеальным решением для удовлетворения динамических требований этого сектора.

Кроме того, важным применением методов 3D-печати является биопечать. Например, сегодня исследователи работают над объединением исследований стволовых клеток и 3D-печати для создания искусственных органов. Это важное исследование, которое может спасти жизни и снизить риски, связанные с операциями по трансплантации, поскольку биоматериал будет идентичен клеткам пациента.

4 – Промышленные процессы

Помимо того, что они являются неотъемлемой частью конкретных промышленных секторов, таких как аэрокосмическая промышленность и здравоохранение, все типы 3D-печати также играют роль во многих общих промышленных процессах. Например, быстрое прототипирование, инструменты и другие приложения помогают компаниям поддерживать эффективность, достигать гибкости и снижать общие затраты.

5 – Товары народного потребления

Отрасли, ориентированные на потребителя, требуют тщательного планирования и гибкости, чтобы конкретный бренд или продукт оставался лучшим выбором на рынке. Это означает новый эргономичный дизайн и необычные формы, которые часто невозможно получить с помощью традиционных методов обработки.

Кроме того, 3D-печать для массового производства является одним из наиболее успешных способов удовлетворения современных требований за счет сочетания функциональности и эстетики. Начиная с разработки продукта и заканчивая тестированием, прототипированием и конечным производством. В результате 3D-печать становится все более популярной в секторе потребительских товаров.

Почему 3D-печать лучше?

Вы не можете быть связаны с какой-либо технологической отраслью и не слышать обо всех преимуществах, которые предлагает 3D-печать. Количество универсальных приложений, предлагаемых 3D-печатью, стало ведущим фактором ее заслуженной популярности.

Кроме того, любой технический энтузиаст сможет рассказать вам о легкости, с которой он позволяет создавать очень сложные детали практически без отходов. Более того, все доступные методы 3D-печати обеспечивают удобство простых и эффективных изменений, сокращая при этом ваши затраты и время.

Взгляните на следующие преимущества, которые лишь поверхностно отражают все, что может предложить аддитивное производство:

• Сократить время выполнения заказа.
• Высокая прочность и долговечность созданных объектов.
• Позволяет изготавливать уникальные и специфические детали.
• Предлагает эффективные и быстрые решения
• Идеальный выбор для быстрого прототипирования.

7 соображений при выборе метода 3D-печати

3D-печать — это широкий термин, который включает в себя набор нескольких различных типов 3D-печати, как обсуждалось ранее.

Понимание того, какие методы 3D-печати использовать, само по себе является сложной задачей. Таким образом, эта задача требует глубоких знаний о технических требованиях вашего приложения, а также о сильных и слабых сторонах каждого доступного метода. Один из подходов, который вы можете использовать, поможет вам принять решение на основе основных ограничений вашего проекта. Например, следующие 7 ограничений могут помочь вам принять решение.

• Бюджет
• Геометрические свойства
• Материал, используемый для печати
• Механические свойства
• Скорость производства
• Количество деталей
• Безопасность

Часто задаваемые вопросы о типах 3D-печати

Понимание всех сложностей процесса 3D-печати может оказаться непростой задачей. Вот некоторые из распространенных вопросов о 3D-печати и аддитивном производстве в целом.

Сколько существует типов 3D-печати?

Вы найдете несколько различных 3D-принтеров, доступных на рынке, но вышеупомянутые 7 методов, а именно струйное распыление связующего, струйное распыление материала, экструзия материала, полимеризация в ванне, сплавление в порошковом слое, прямое энергетическое осаждение и ламинирование листа, являются наиболее распространенными во многих отраслях промышленности.

Кроме того, эти методы охватывают широкий спектр материалов и обеспечивают идеальный баланс функциональности, эстетики и стоимости для наиболее распространенных применений технологии 33D-печати.

Какой тип 3D-печати наиболее распространен?

Моделирование методом наплавления, или сокращенно FDM, выделяется как наиболее часто используемый метод 3D-печати на потребительском уровне. Поэтому технология была тщательно отшлифована и модифицирована для настольных компьютеров. Большинство пользователей FDM считают его более доступным и простым в использовании.

Какой тип 3D-печати предлагает детали с высоким разрешением?

Если разрешение деталей является одной из ваших основных задач, то лучшим выбором для вас будет использование 3D-принтеров SLA. SLA позволяет получать более качественные и подробные отпечатки, что позволяет изготавливать более точные детали с большей точностью.

Начните работу с сервисом 3D-печати RapidDirect

Если вы не знаете, какую технику 3D-печати использовать, или вам нужны услуги быстрого прототипирования, RapidDirect станет для вас идеальным партнером.

С RapidDirect вы получаете услуги FDM, SLA и SLS премиум-класса, доступные прямо у вас под рукой, и все они предлагаются по конкурентоспособной цене. Более того, RapidDirect предлагает широкий выбор материалов и отделки поверхности. Мало того, если вы не уверены в каком-либо этапе производственного процесса или нуждаетесь в профессиональном совете, вы можете обратиться к нам за советом от нашей команды экспертов.

Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать. Вы также можете загрузить свои файлы на веб-сайт, чтобы получить расценки и анализ DfM в течение нескольких часов.