Основните видове технология за 3D печат

by Vivi Huang

Table of Contents

  1. Моделиране на разтопено отлагане (FDM)
    1. Как работи FDM 3D печатът
    2. Общи приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  2. Стереолитография (SLA)
    1. Процесът на печат на SLA
    2. Ключови приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  3. Цифрова обработка на светлината (DLP)
    1. Как работи DLP печатът
    2. Ключови приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  4. Селективно лазерно синтероване (SLS)
    1. Процесът на печат на SLS
    2. Приложения за производство
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  5. Материална струя (MJ)
    1. Процесът на печат на MJ
    2. Типични приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  6. Drop on Demand (DOD)
    1. Процесът на печат на DOD
    2. Промишлена и търговска употреба
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  7. Разпръскване на пясъчно свързващо вещество
    1. Как работи разпръскването на пясъчно свързващо вещество
    2. Приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  8. Струйно нанасяне на метално свързващо вещество
    1. Как работи струйното нанасяне на метално свързващо вещество
    2. Приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  9. Директно лазерно синтероване на метали (DMLS) / селективно лазерно топене (SLM)
    1. Процесът на печат DMLS/SLM
    2. Ключови приложения
    3. Предимства:
    4. Недостатъци:
  10. Топене с електронен лъч (EBM)
    1. Как работи EBM
    2. Високопроизводителни приложения
    3. Предимства
    4. Недостатъци
  11. Вдъхнете живот на дизайните си с 3D печат
  12. Прочетете повече

3D принтирането повлия на много индустрии, позволявайки неща като създаване на прототипи, персонализирани продукти и дори сложни медицински импланти. Въпреки че има няколко метода за 3D печат, всеки със своите силни страни и идеални приложения, важно е да разберете основните типове. Тази статия ще изследва основите, приложенията, плюсовете и минусите на най-разпространените технологии за 3D печат. Те включват моделиране на разтопено отлагане (FDM), стереолитография (SLA), цифрова светлинна обработка (DLP), селективно лазерно синтероване (SLS), струйно нанасяне на материали, капка при поискване, струйно струене на пясъчно свързващо вещество, струйно нанасяне на метално свързващо вещество, директно лазерно синтероване на метал (DMLS), селективно лазерно топене (SLM) и топене с електронен лъч (EBM). Като разберете тези методи, можете да изберете правилния подход за 3D печат за вашите нужди.

Кратък лист за сравнение:

технология Използвани материали Приложения Предимства Недостатъци
FDM Пластмаси Прототипи, модели Евтини, прости По-ниско качество
SLA Смоли Гладки прототипи Страхотни детайли По-скъпи
SLS Полимерни прахове Функционални части Здрави, издръжливи части скъпо
Материал струйно Фотополимери Части от различни материали/цветове Страхотни детайли, множество материали Ограничени материали
DOD Фотополимери, вакса Модели, прототипи Мултиматериална способност По-бавна скорост
Струйно свързващо вещество (пясък) Пясък, свързващо вещество Форми за леене на метал Сложни дизайни Ограничени приложения
Струйно свързване (метал) Метален прах, свързващо вещество Метални части Гъвкавост на дизайна Изисква се последваща обработка
DMLS Метални прахове Функционални метални части Висока якост, сложни геометрии Скъпи, ограничени материали
EBM Метални прахове Компоненти с висока производителност Превъзходна здравина Много скъпо
DLP Смоли Гладки прототипи Висока прецизност Ограничени материали, скъпи

Моделиране на разтопено отлагане (FDM)

Как работи FDM 3D печатът

FDM е една от най-популярните и достъпни технологии за 3D печат. Процесът работи чрез подаване на твърда пластмасова нишка през нагрята дюза. Дюзата разтопява пластмасата и я отлага слой по слой върху строителна плоча, за да създаде 3D обект въз основа на цифровия дизайн.

Общи приложения

FDM/FFF се използва широко за създаване на прототипи, разработване на продукти, производствени инструменти и приспособления, както и създаване на концептуални модели, арт проекти и предмети за хоби. Може да използва набор от термопластични материали като PLA, ABS, PETG и специални нишки.

Предимства

Недостатъци

  • По-ниска разделителна способност и качество на повърхността в сравнение с някои други методи
  • Видими линии на слоеве върху отпечатъци
  • Потенциални проблеми като изкривяване и нанизване

Като цяло FDM/FFF постига добър баланс между цена, лекота на използване и гъвкавост за много приложения, което го прави популярен избор в 3D печата.

FDM/FFF is widely used for prototyping, product development, manufacturing tools and fixtures, as well as creating concept models, art projects, and hobby items.

Стереолитография (SLA)

Процесът на печат на SLA

SLA е технология за 3D печат, която използва вана с течна фотополимерна смола и ултравиолетов (UV) лазер за изграждане на части слой по слой. Лазерният лъч проследява всеки слой по повърхността на смолата, като го кара избирателно да се втвърди и да формира 3D обекта.

Ключови приложения

SLA обикновено се използва за производство на високо точни прототипи, модели за отливане по модели и части за крайна употреба в индустрии като стоматология, бижута и производство на продукти. Способността му да създава гладки повърхности и да улавя сложни детайли го прави подходящ за тези приложения.

Предимства

  • Висока точност и прецизност
  • Отлично качество на повърхността
  • Възможност за отпечатване на сложни геометрии и фини характеристики

Недостатъци

  • По-скъпи принтери и материали в сравнение с FDM 3d печат
  • Ограничена гама от материали, предимно фотополимерни смоли
  • Често се изисква последваща обработка като премахване на опора
  • Потенциални опасения за здравето и безопасността при работа с течни смоли

Въпреки че е по-скъпа, технологията SLA предлага превъзходно качество на печат и разделителна способност на детайлите, което я прави ценна за различни прототипи и производствени нужди в малък обем в множество сектори.

Цифрова обработка на светлината (DLP)

Как работи DLP печатът

DLP е друга технология за 3D печат, която използва фотополимери, но вместо лазер, тя използва проектор, за да излъчи едно изображение на всеки слой по цялата повърхност на съда със смола. Това бързо втвърдява цял слой от обекта наведнъж.

Ключови приложения

DLP е много подходящ за производство на високоточни прототипи, шаблони за отливане, зъбни модели и производство на малки партиди на части за крайна употреба. Скоростта му го прави полезен за приложения, изискващи по-бързо време за изпълнение.

Плюсове и минуси

Предимства

  • По-бързи скорости на печат в сравнение със SLA
  • Висока точност и способност за разделителна способност
  • Може да отпечатва сложни геометрии

Недостатъци

  • По-скъпи от FDM принтерите
  • Ограничени възможности за материали на базата на фотополимери
  • Изисква внимателно боравене със смола
  • Може да се нуждае от допълнително довършване/пост втвърдяване

DLP предлага изключително висока разделителна способност при относително високи скорости, но на по-висока цена от FDM. Това е чудесен избор за сложни прототипи, отливки и специализирани производствени приложения.

Селективно лазерно синтероване (SLS)

Процесът на печат на SLS

Селективно лазерно синтероване (SLS) е процес на 3D печат, който използва високомощен лазер за сливане на малки частици полимерен прах в твърда структура.Лазер селективно сканира и синтерова (разтапя заедно) праха слой по слой въз основа на 3D модела.

Приложения за производство

SLS обикновено се използва за функционални прототипи и производствени части за крайна употреба в индустрии като космическата, автомобилната и здравеопазването. Способността му да произвежда издръжливи, топлоустойчиви части го прави подходящ за производствени приложения.

Предимства

  • Не са необходими поддържащи конструкции
  • Произвежда високоякостни, функционални части
  • Може да използва различни полимерни материали

Недостатъци

  • Скъпи индустриални принтери
  • Порестата повърхност може да изисква последваща обработка
  • Строги изисквания за работна среда
  • Материални отпадъци от неспечен прах

Докато има по-високи разходи, SLS предлага отлични механични свойства, идеални за производство на издръжливи прототипи и производствени части за крайна употреба, където здравината и устойчивостта на топлина са от съществено значение.

Материална струя (MJ)

Процесът на печат на MJ

MJ печат, известен още като PolyJet или MultiJet печат, е техника за 3D печат, при която течните фотополимерни материали се изпръскват селективно и се втвърдяват слой по слой с помощта на UV светлина. Печатащите глави отлагат строителния материал и поддържащия материал едновременно.

Типични приложения

MJ се отличава с производството на високо детайлни прототипи, концептуални модели и части за крайна употреба в индустрии като продуктов дизайн, производство, стоматология, медицина и бижута. Способността му да отпечатва множество материали и цветове в една конструкция го прави универсален.

Предимства

  • Възможност за печат на множество материали и цветове
  • Висока точност и разделителна способност на фините детайли
  • Гладката повърхност често изисква минимална последваща обработка

Недостатъци

  • По-скъпи принтери и материали
  • Поддържащият материал трябва да бъде отстранен
  • Ограничени материални възможности в сравнение с някои технологии

Със своите възможности за многоматериален печат и висока точност, Material Jetting обслужва разнообразни прототипни и производствени нужди, където сложните детайли, текстури и цветове са основни изисквания.

Drop on Demand (DOD)

Процесът на печат на DOD

3D печат Drop on Demand (DOD). работи чрез селективно отлагане на течни материали, като фотополимери или восък, върху платформа за изграждане на капчици. Капките се изхвърлят през малки дюзи, докато печатащата глава се движи по платформата слой по слой, за да създаде 3D обекта.

Промишлена и търговска употреба

DOD обикновено се използва за модели за визуализация, концептуални прототипи, модели за отливане и малки производствени серии. Намира приложения в индустрии като производство, космическа индустрия, автомобилостроене, производство на бижута и продуктов дизайн.

Предимства

  • Възможност за печат на множество материали и цветове
  • Гладко повърхностно покритие с по-малко необходимост от последваща обработка
  • Рентабилен за производство в малък обем

Недостатъци

  • По-ниски скорости в сравнение с някои технологии
  • Ограничени материални възможности
  • Често се изискват поддържащи конструкции

Благодарение на капацитета си за многоматериален печат и достъпните цени за малки обеми, DOD служи като универсална опция за създаване на подробни модели, прототипи и малки партиди продукти в различни сектори.

Разпръскване на пясъчно свързващо вещество

Как работи разпръскването на пясъчно свързващо вещество

Пясък Струйно свързване е процес на 3D принтиране, който използва два материала - пясък и течно свързващо вещество. Слоевете пясък се отлагат и селективно се свързват заедно чрез нанасяне на свързващото вещество в желаните зони въз основа на данните от 3D модела. Този процес създава твърди пясъчни форми или ядра слой по слой.

Приложения

Sand Binder Jetting се използва предимно в леярни и операции за леене на метал за бързо 3D отпечатване на пясъчни форми и сърцевини за процеси на леене на метал. Той позволява сложни геометрични дизайни и ускорява производството в сравнение с традиционните техники за формоване.

Предимства

  • Рентабилно за производство на пясъчни форми/ядра
  • Позволява отпечатване на сложни геометрии
  • Екологично чист, тъй като използва естествен пясък

Недостатъци

  • Отпечатаните форми имат ограничена здравина и изискват втвърдяване
  • Разделителната способност може да е по-ниска от някои други процеси на 3D печат
  • Приложенията са ограничени главно до производство на пясъчни форми/ядра

Въпреки че е ограничен до леярски приложения, Sand Binder Jetting предлага рентабилно решение за производство на добавки за бързо създаване на много сложни пясъчни форми и сърца за процеси на леене на метал.

Струйно нанасяне на метално свързващо вещество

Как работи струйното нанасяне на метално свързващо вещество

Metal Binder Jetting изгражда части слой по слой, използвайки двукомпонентна система от метален прах. Тънки слоеве метален прах се отлагат, като течно свързващо вещество избирателно ги свързва въз основа на данните от 3D модела, образувайки „зелена част“. Тази зелена част се подлага на допълнителна обработка като отстраняване на свързване, синтероване и инфилтрация, за да се получи крайният плътен метален компонент.

Приложения

Тази адитивна технология намира приложения в индустрии като космическата, автомобилната и медицината за производство на сложни геометрични метални части и компоненти. Позволява производство при поискване на персонализирани метални части, инструменти и функционални прототипи.

Предимства

  • Произвежда висококачествени метални части с висока плътност и добри свойства на материала
  • Предлага свобода на дизайна и геометрична сложност, трудни с традиционните методи
  • Икономичен в сравнение с някои други процеси за 3D печат на метал

Недостатъци

  • В момента има ограничен набор от съвместими материали
  • Необходими са допълнителни стъпки за последваща обработка, като отстраняване на свързването и синтероване
  • Качеството на крайната част може да варира в зависимост от параметрите на процеса

Комбинирайки гъвкавост на дизайна, рентабилност и възможност за създаване на метални части с пълна плътност, Metal Binder Jetting се очертава като все по-привлекателен избор за изискванията за промишлено производство на метални части.

Директно лазерно синтероване на метали (DMLS) / селективно лазерно топене (SLM)

Процесът на печат DMLS/SLM

DMLS и SLM са подобни адитивни производствени процеси, които изграждат метални части слой по слой с помощта на високомощен лазер. Тънки слоеве от фин метален прах се разпръскват равномерно и лазерът селективно разтопява или синтерова прахообразните частици заедно въз основа на данните от 3D модела, сливайки метала, за да образува детайла.

Ключови приложения

DMLS/SLM технологиите са широко разпространени в индустрии като космическата индустрия, автомобилостроенето, медицината и стоматологията поради способността им да произвеждат много сложни, здрави метални компоненти с отлични механични свойства и разделителна способност на детайлите. В космическата индустрия те се използват за леки структурни части и компоненти на двигатели. За автомобилния сектор те позволяват функционални прототипи и производствени части. Медицинските приложения включват специфични за пациента импланти и хирургически водачи. В рамките на стоматологията DMLS/SLM намира приложение в производството на корони, мостове и рамки за подвижни частични протези.

Medical applications include patient-specific implants and surgical guides.

Предимства:

  • Произвежда здрави метални части с висока плътност с добри свойства на материала
  • Позволява сложни геометрии, трудни за традиционното производство
  • Частите изискват малко или никаква последваща обработка

Недостатъци:

  • скъпо индустриални принтери и метални прахове
  • Ограничен избор на материали в сравнение с някои технологии
  • Необходими са поддържащи конструкции, които трябва да бъдат премахнати
  • Висока консумация на енергия

Предлагайки изключителна свобода на дизайна, съчетана със способността за създаване на здрави функционални метални части, DMLS и SLM са универсални решения за производство на високопроизводителни компоненти в различни сектори.

Топене с електронен лъч (EBM)

Как работи EBM

EBM е процес на 3D печат който използва фокусиран електронен лъч във висок вакуум за селективно стопяване на слоеве метален прах според цифровия 3D модел. Електронният лъч загрява и разтапя частиците метален прах, карайки ги да се слеят и втвърдят, за да образуват желаната част слой по слой.

Високопроизводителни приложения

EBM технологията е много подходяща за производство на висококачествени, напълно плътни метални части с отлични механични и термични свойства. Намира приложения в индустрии, които изискват компоненти с висока производителност, като космическата промишленост за части и структурни компоненти на самолетни двигатели, автомобилостроене за компоненти с високо напрежение като турбинни лопатки, медицина за персонализирани ортопедични и зъбни импланти и енергия за части, използвани в газови турбини и оборудване за производство на електроенергия.

high-performance components such as aerospace for aircraft engine parts and structural components

Предимства

  • Изгражда облекчени на напрежението части с превъзходни механични свойства
  • В повечето случаи няма нужда от поддържащи конструкции
  • Бързи скорости на изграждане в сравнение с някои процеси за 3D печат на метал
  • Може да използва набор от метални материали с висока производителност

Недостатъци

  • Изключително скъпо промишлено оборудване и експлоатационни разходи
  • Изисква високоспециализирани съоръжения и квалифицирани оператори
  • Ограничена съвместимост на материалите в сравнение с някои технологии
  • Ограничения за размера на частта, дължащи се на размерите на конструктивната камера

Въпреки високите разходи и специалните оперативни изисквания, EBM предлага уникални предимства при производството на здрави метални части с висока цялост за взискателни приложения в индустрии, разчитащи на компоненти с висока производителност.

Вдъхнете живот на дизайните си с 3D печат

Тази статия изследва разнообразната гама от процеси за 3D печат - от настолни FDM и SLA за достъпни прототипи до промишлени SLS за издръжливи производствени части. Техниките с много материали позволяват сложни, многоцветни предмети. Директното лазерно синтероване на метал и струйно изпразване на свързващо вещество произвеждат метални компоненти с висока производителност с гъвкав дизайн. Специализирани процеси като топене с електронен лъч създават изключително здрави части за взискателни индустрии. Тъй като 3D печатът се развива с подобрени материали, по-бързи скорости и по-висока прецизност, приемането ще расте в потребителските и индустриалните сектори. Изберете правилната технология за 3D печат, за да превърнете идеите си в реалност.

Прочетете повече

    Обратно към Новини