Категории процессов 3D-печати 2020

  • автор:

Категории процессов 3D-печати (ГОСТ Р 57558-2017/, ISO/ASTM 52900:2015): впрыскивание связующего BJT (binder jetting), направленное энерговложение DED (directed energy deposition), экструзия материала MEX (material extrusion), струйная обработка материала MJT (material jetting), порошковая кровать fusion PBF (powder bed fusion), листовая ламинация SHL (sheet lamination), фотополимеризация в чане VPP (vat photopolymerization).

И это именно так. Проверьте в первоисточнике: iso.org

В интернете Вы найдете (что в русскоязычном, что в загуборном) столько версий, что обалдеете. Не слушайте их. У нас правильно!

Категории процессов 3D-печати — введение

Вы новичок в чудесном мире 3D-печати? Мы будем первыми, кто окажет вам теплый прием.

Непосредственная проблема, с которой сталкиваются новички в 3D-печати, — это различать Категории процессов и технологии 3D-печати

Некоторые путают их даже с материалами.

Это может сбивать с толку. С таким разнообразием аббревиатур сбиться не сложно.

Первое, что нужно понять. 3D-печать (аддитивное производство) на самом деле является общим термином. Который охватывает группу процессов 3D-печати.

Стандарт ISO/ASTM 52900, созданный в 2015 году, направлен на стандартизацию всей терминологии и настройки каждого из различных типов 3D-принтеров.

Всего было идентифицировано и установлено семь различных типов процессов аддитивного производства. Эти семь процессов 3D-печати приводят к появлению одного из типов устройств 3D-печати, которые используют сегодня 3D-принтеры.

Как работает Binder Jetting-Категории процессов 3D-печати

Впрыскивание связующего BJT (binder jetting) — Категории процессов 3D-печати

Binder Jetting — это процесс аддитивного производства, при котором жидкий связующий агент выборочно наносится для соединения порошковых материалов.

Binder Jetting аналогична SLS. С требованием наличия начального слоя порошка на платформе сборки. Но, в отличие от SLS, в котором для спекания порошка используется лазер, Binder Jetting перемещает печатающую головку по поверхности порошка.

Осаждая капли связующего, которые обычно имеют диаметр 80 микрон. Эти капли связывают частицы порошка вместе, образуя каждый слой объекта.

После того, как слой напечатан, слой порошка опускается. А новый слой порошка распределяется по недавно напечатанному слою. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет сформирован законченный объект.

Затем объект оставляют в порошке для отверждения и набора прочности. После этого объект удаляется из порошкового слоя. А весь несвязанный порошок удаляется сжатым воздухом.

Применяемая технология 3D-печати: Binder Jetting (BJ).

Материалы: песок или металлический порошок, нержавеющая сталь/бронза, полноцветный песок, кремний (литье в песчаные формы).

Точность размеров: ± 0,2 мм (металл) или ± 0,3 мм (песок).

Общие области применения:

— функциональные металлические детали;

— полноцветные модели;

— литье в песке.

Сильные стороны: Низкая стоимость. Большие объемы сборки. Функциональные металлические детали.

Слабые стороны: механические свойства хуже, чем у металлического порошка.

подробнее о Binder Jetting

DED-Категории процессов 3D-печати

Направленное энерговложение DED (directed energy deposition) — Категории процессов 3D-печати

Направленное энерговложение DED – это процесс аддитивного производства, в котором сфокусированная тепловая энергия используется для плавления материалов путем плавления по мере их осаждения.

Примечание 1 к записи: «Сфокусированная тепловая энергия» означает, что источник энергии (например, лазер, электронный луч или плазменная дуга) фокусируется для плавления осаждаемых материалов.

Применяемая технология 3D-печати: порошковой сварки (PBF) (таки как LPBF или EBM).

Материалы: полимеры и керамика.

Общие области применения:

— автомобилестроение;

— аэрокосмическая отрасль;

Сильные стороны: Лучшая обработка поверхности; ремонт металлических деталей.

Слабые стороны: хрупкость большая, чем у металлических деталей традиционного производства, высокая стоимость.

DED — подробнее

Что такое Material extrusion-Категории процессов 3D-печати

Экструзия материала MEX (material extrusion) — Категории процессов 3D-печати

Экструзия материала — это процесс аддитивного производства, при котором материал выборочно дозируется через сопло или отверстие..

Принтер размещает материал на платформе сборки по заданному пути. Там нить охлаждается и затвердевает, образуя твердый объект.

Применяемая технология 3D-печати: моделирование наплавленным напылением (FDM). Иногда называемое изготовлением сплавленных нитей (FFF).

Материалы: термопластическая нить (PLA, ABS, PET, PETG, TPU).

Точность размеров: ± 0,5% (нижний предел ± 0,5 мм).

Общие области применения:

— электрические корпуса;

— тесты формы и посадки;

— приспособления и приспособления;

— литье по выплавляемым моделям.

Сильные стороны: Лучшая обработка поверхности; доступны полноцветные и мульти-материалы.

Слабые стороны: хрупкость, неустойчивость к механическим частям. Более высокая стоимость, чем SLA/DLP для визуальных целей.

Экструзия материала — подробнее

Как работает 3D-печать Material Jetting

Струйная обработка материала MJT (material jetting) — Категории процессов 3D-печати

Струйная обработка материала MJT (material jetting) – это процесс аддитивного производства, в котором выборочно осаждаются капли исходного материала.

Примечание 1 к записи: Примеры исходных материалов для струйной обработки материалов включают фотополимерную смолу и воск.

Природа процесса струйной печати материалов позволяет печатать на одном и том же объекте разные материалы. Одно из применений этой техники — изготовление опорных конструкций из материала, отличного от материала модели.

Применяемая технология 3D-печати: струйная печать материалов (MJ), Drop on Demand (DOD).

Материалы: фотополимерная смола (стандартная, литьевая, прозрачная, высокотемпературная).

Точность размеров: ± 0,1 мм.

Общие области применения:

— полноцветные протоКатегории продуктов;

— протоКатегории, похожие на пресс-формы;

— формы для литья под давлением с малым тиражом;

— медицинские модели.

Сильные стороны: Лучшая обработка поверхности. Доступны полноцветные и мульти-материалы.

Слабые стороны: хрупкость, не подходит для механических частей. Более высокая стоимость, чем SLA/DLP для визуальных целей.

Струйная обработка материала MJT — подробнее

Порошковая наплавка PBF (powder bed fusion) — Категории процессов 3D-печати

Powder Bed Fusion — это процесс аддитивного производства, в котором тепловая энергия избирательно сплавляет области слоя порошка.

Большинство технологий сплавления в порошковой подложке используют механизмы для добавления порошка по мере создания объекта. В результате чего последний компонент оказывается заключенным в металлический порошок.

Основные вариации в технологиях сварки в металлической порошковой пленке связаны с использованием различных источников энергии. Это лазеры или электронные лучи.

Применение с металлами:

Применяемая технология 3D-печати: Прямое лазерное спекание металла (DMLS). Селективная лазерная плавка (SLM). Электронно-лучевое плавление (EBM).

Материалы: металлический порошок, алюминий, нержавеющая сталь, титан.

Точность размеров: ± 0,1 мм

Общие области применения:

— функциональные металлические детали (аэрокосмическая и автомобильная);

— медицина;

— стоматология;

Сильные стороны: самые прочные, функциональные части. Сложная геометрия.

Слабые стороны: небольшие размеры сборки. Самая высокая цена среди всех технологий.

Применение с полимерами:

Применяемая технология 3D-печати: селективное лазерное спекание (SLS)

Материалы: термопластический порошок (нейлон 6, нейлон 11, нейлон 12)

Точность размеров: ± 0,3% (нижний предел ± 0,3 мм)

Общие области применения:

— функциональные части;

— сложные воздуховоды (пустотелые конструкции);

— мелкосерийное производство деталей.

Сильные стороны: Функциональные детали, отличные механические свойства, сложная геометрия.

Слабые стороны: более длительное время выполнения заказа. Более высокая стоимость, чем FFF для функциональных приложений.

Powder Bed Fusion — подробнее

Листовая ламинация SHL (sheet lamination)

Листовая ламинация SHL (sheet lamination) – это процесс аддитивного производства, при котором листы материала склеиваются, образуя деталь.

Методом ламинирования может быть склеивание, ультразвуковая сварка или пайка. В то время как окончательная форма достигается с помощью лазерной резки или обработки с ЧПУ.

Из всех 7 типов технологий AM (аддитивного производства) sheet lamination позволяет получать детали с наименьшим аддитивным разрешением.

Тем не менее, его низкая стоимость и более быстрое время изготовления позволяют дизайнерам изготавливать протоКатегории с низкой точностью из стандартного легкодоступного недорогого материала.

Применяемая технология 3D-печати: бумажные технологии, такие как LOM и SDL.

Материалы: композиты из бумаги, пластика, металла или тканого волокна.

Точность размеров: ± 0,5% (нижний предел ± 0,15 мм).

Общие области применения:

 — полноцветная печать;

— гибридное производство;

— для изготовления деталей из композитного волокна высокого качества;

— для изготовления керамических деталей.

Сильные стороны:

— ускоренное время печати, но потребуется постобработка.

— возможность интеграции в гибридные производственные системы.

— простота обработки материалов.

— могут быть изготовлены керамические (CAM-LEM) и композитные волокна (SLCOM).

— компоненты OEM, такие как датчики, провода и т. д., могут быть встроены в деталь на этапе наслоения.

— относительно низкая стоимость, так как он использует стандартный материал.

— не требуется никаких вспомогательных структур.

— большая рабочая зона, чем у большинства современного оборудования AM.

Слабые стороны: Высота слоя не может быть изменена без изменения толщины листа. Поэтому разрешение детали связано с толщиной листа вдоль вертикальной оси сборки. Отделка может варьироваться в зависимости от бумаги или пластика.

Но может потребовать последующей обработки для достижения желаемого эффекта. Доступны ограниченные варианты материала.

Листовая ламинация SHL — подробнее

Полимеризация в чане (vat photopolymerization)

Полимеризация в чане (vat photopolymerization) – это процесс аддитивного производства, при котором жидкий фотополимер в чане избирательно отверждается светоактивированной полимеризацией.

Двумя наиболее распространенными формами полимеризации в резервуаре являются SLA (стереолитография) и DLP (цифровая обработка света).

Принципиальное различие между этими типами технологий 3D-печати — это источник света, который они используют для отверждения смолы. В SLA-принтерах используется точечный лазер. В отличие от воксельного подхода, используемого в DLP-принтере.

Применяемая технология 3D-печати: стереолитография (SLA), маскированная стереолитография (MSLA), обработка прямого света (DLP).

Материалы: фотополимерная смола (стандартная, литьевая, прозрачная, высокотемпературная).

Точность размеров: ± 0,5% (нижний предел ± 0,15 мм).

Общие области применения:

— категории полимеров, подобных пресс-формам;

— ювелирные изделия (литье по выплавляемым моделям);

— стоматологические приложения;

— слуховые аппараты.

Сильные стороны: Гладкая поверхность. Прекрасные детали функции.

Слабые стороны: хрупкость, не подходит для механических деталей.

Полимеризация в чане — подробнее

Все о 3D-печати в нашем обзоре Рынок 3D-печати.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *