Как выбрать промышленный 3Д принтер

Технологии промышленной Трехмерная печать стремительно развивается во многих отношениях, выходя за рамки критического качества печати, надежности и структуры затрат. Последние разработки в области материалов, расходных материалов и программного обеспечения сделали трехмерную печать доступной для более широкого круга предприятий, позволяя использовать инструменты, ранее ограниченные несколькими сложными отраслями.

Сегодня промышленные Трехмерные принтеры ускоряют инновации и поддерживают бизнес в различных отраслях, включая машиностроение, обработку, стоматологию, здравоохранение, образование, развлечения, ювелирное дело и аудиологию.

Промышленные трехмерные принтеры могут не только произвести революцию в бизнесе, но и сократить время производства и доставки.

Процессы промышленной трехмерной печати

Наиболее часто выбираемыми технологиями трехмерной печати являются фундраиксное моделирование (FDM), стереолитография (SLA), селективный лазерный огонь (SLS), polyjet и прямое преломление металла лазером (DMLS).

FDM (fused deposition modeling)

Трехмерная печать по технологии FDM является одним из старейших и наиболее широко используемых методов протезирования в мире. Он заключается в нанесении последующих слоев расплавленного материала, позволяя соседним слоям остыть и слиться друг с другом перед нанесением следующего слоя.

Технологию FDM можно описать как обратную арифметике ЧПУ: трехмерная модель преобразуется в G-коды, которые представляют собой наборы инструкций. Они помогают в размещении драйверов и, таким образом, в точной экструзии для создания очередного слоя. Технология, по сути, использует точное количество материала, необходимое для конкретной детали, в отличие от методов ЧПУ, в результате которых мы используем много материала.

На высокое качество прототипа влияет множество факторов, включая точность размещения драйверов, калибровку пользователя и качество материалов, используемых в 3D FDM-печати. Как правило, допуск при FDM-печати варьируется между 0,15 мм и 0,25 мм.

Одним из самых больших преимуществ FDM является быстрая настройка напечатанных 3D-моделей. Это означает, что очень легко напечатать оригинал только для того, чтобы контролировать конфигурацию и окончательную обработку. Даже небольшие внутренние наполнители и полые сердечники позволяют сэкономить на стоимости материалов. После завершения этапа проектирования можно выполнить малый или средний производственный ряд, либо путем окончательной проверки, либо путем окончательного заполнения с помощью соответствующей 3D-печати.

SLS (складывание с помощью лазера)

Технология SLS — селективное лазерное спекание — заключается в сплавлении частиц полиамида с помощью высокоэнергетического лазерного луча. Процесс начинается с заполнения камеры порошковым материалом. По мере продвижения процесса печати рабочий стол опускается и добавляется еще один слой пыли. Полиамидный порошок медленно сваривается вместе с матрасом. Это решение позволяет создавать геометрически сложные элементы с высокоточными размерами по сравнению с другими методами 3D-печати.

SLS особенно интересен при использовании материалов, широко применяемых в индустрии пластмасс, включая полиамид.

SLS-принтеры используют мощный лазер для расплавления мелких частиц полимерного порошка. Нестабильная пыль поддерживает комплектующие во время печати, устраняя необходимость в специальных опорных конструкциях и делая SLS высокоэффективным выбором для сложных механических компонентов.

Способность производить компоненты с превосходными механическими свойствами делает SLS самой распространенной технологией для изготовления протезных полимерных конструкций. для промышленного применения.

SLA (стереолитография)

SLA-стереолитография — это технология трехмерной печати с использованием влажных фотополимерных смол. В этой технологии материал модели отверждается УФ-лазером для достижения окончательной геометрии; материал, необходимый для SLA-печати — влажная смола — хранится в резервуаре, куда постепенно погружается рабочая платформа и освещается локально (в области, где создается соответствующая модель) УФ-лазером . Отверждение смолы под воздействием освещения повторяется до тех пор, пока деталь не будет готова, после чего она очищается изопропиловым спиртом для удаления неотвержденного полимера. После очистки отпечаток помещается в специальную лампу, где модель из смолы приобретает свои окончательные свойства.

Световое моделирование — одна из самых точных технологий 3D-печати в мире. Напечатанная модель может воспроизводить мельчайшие детали — точность печати SLA составляет от 0,1 мм до 0,2 мм.

Детали SLA имеют самое высокое разрешение и точность, четкость деталей и гладкость поверхностей среди всех технологий пластиковой 3D-печати. ключевым преимуществом SLA является ее гибкость. рецептуры смол SLA предлагают широкий спектр оптических, механических и тепловых свойств, подходящих для стандартных изделий. . и промышленных термопластов.

SLA идеально подходит для изготовления пресс-форм, инструментов, шаблонов, медицинских моделей, функциональных деталей, а также высокодетализированных прототипов, требующих жестких допусков и гладких поверхностей. Он также предлагает материалы с самой высокой температурой теплоотвода 238 градусов Цельсия, что делает его идеальным выбором для некоторых инженерных и строительных применений, а также широкий спектр биосовместимых материалов для стоматологии и медицины.

DMLS (прямое лазерное спекание металлов)

DMLS — одна из самых передовых технологий: в 3D-печати используются мощные лазеры для сплавления металлов и сплавов в микромасштабе. долговечность). Фактически, детали превосходят отливки по плотности, что отражается на их механических свойствах.

Прямое лазерное спекание металлов очень выгодно отличается от традиционных методов производства. Даже самые сложные детали могут быть изготовлены за один производственный цикл, что приводит к снижению производственных затрат; сочетание технологии DMLS и топологического анализа позволяет получать детали легче, чем детали, изготовленные традиционными методами производства.

Металлические детали, изготовленные по технологии DMLS, очень прочны и имеют очень высокое соотношение вес/прочность. Обычно используются высокопрочные материалы, такие как инструментальная сталь 316 L, алюминиевые сплавы, титан или инконель (сплав никеля и хрома).

PolyJet.

Технология 3D Polyjet — одна из самых точных технологий трехмерной печати в мире. Принцип работы схож с технологией SLA, так как основан на отверждении влажной смолы. Однако в данном случае фотополимерная смола отверждается с помощью ультрафиолетовой лампы. Толщина одного слоя, напечатанного по этой технологии, составляет всего 0,016 мм (меньше толщины человеческого волоса); точность менее 0,099 мм не может быть достигнута другими технологиями протезирования.

Технология PolyJet использует смолы с различными свойствами, в основном механическими и растворимыми основами, что делает ее подходящей для производства прецизионных аксессуаров, где требуется высокая точность. Она предназначена для быстрого создания прототипов и производства высококачественных конечных прототипов с гладкими поверхностями.

Применение промышленных 3D-принтеров

Постоянно растущее число отраслей промышленности использует 3D-печать для повышения эффективности производства и потока задач. Технология широко применяется в зуботехнических лабораториях для изготовления украшений, гирлянд, мостов и имплантатов, а также в производстве слуховых аппаратов и протезов, которые полностью прилегают к пациенту.

Первая коммерческая технология 3D была изобретена Чарльзом Халлом в 1984 году. Спустя почти 30 лет индустрия трехмерной печати быстро развилась из стереолитографии в биопрогнозирование.

Медицина является, пожалуй, самой интересной областью применения. Трехмерная печать в этой отрасли используется в широком спектре приложений, от производства намерений и слуховых аппаратов до биодемонстрации частей тела. Открытия в этой области стремительны и впечатляющи.

В архитектуре и строительстве 3D-печать используется для создания детально проработанных зданий. Ранее архитекторы основывались исключительно на программном обеспечении CAD для проектирования сооружений; с помощью 3D-печати они теперь могут преобразовывать файлы CAD в файлы, которые могут быть напечатаны 3D. Таким образом, архитекторы и инженеры могут легко изменять 3D-проекты и тестировать различные рыночные возможности с помощью более быстрых и доступных оригиналов. Некоторые из преимуществ 3D-печати в архитектуре и строительстве включают сокращение отходов материалов и изобретение инновационных форм и конструкций.

Трехмерная печать используется для производства сложных компонентов для электронной, автомобильной и аэрокосмической промышленности; такие гиганты автомобилестроения, как GM, Jaguar Land Rover и Audi, уже давно используют эту технологию для производства деталей автомобилей. Ведущие производители самолетов, такие как Airbus и Boeing, используют эту технологию для улучшения эксплуатационных характеристик и снижения затрат на обслуживание и топливо. Компания Boeing использовала эту технологию для создания порта контроля окружающей среды (ECD) на самолете 787 Структура и сборка ECD очень сложны. Она состоит примерно из 20 различных компонентов, которые теперь могут быть напечатаны 3D-печатью как единое целое. 3D-печать компонентов самолета на 65% легче, но не уступает по мощности традиционным комплектующим, что позволяет экономить значительные средства, выбросы Карбон. Количество денег, сэкономленных производителями самолетов, огромно. Авиационная промышленность готова к 2050 году создавать целые самолеты с помощью 3D-печати.

Даже НАСА готово использовать эту технологию в космических миссиях: инженеры НАСА печатают трехмерные компоненты на системах запуска космических аппаратов. Недавно НАСА отправило робота на Марс, где почти 70 пользовательских компонентов напечатаны на 3D-принтере. напечатаны на 3D-принтере. Ученые также изучают возможность использования этой технологии на станции Международной космической станции.

Возможности 3D-печати безграничны. Поскольку целевой рынок так высок, а конкуренция минимальна, эти приложения неизбежно будут быстро расти и вытеснять традиционные приложения 3D-печати.

Последнее поколение промышленных 3D-принтеры улучшили рост и производство продукции с использованием 3D-печати, сделав производство исходных и конечных компонентов более быстрым и доступным, открыв двери практически для всех компаний.