3D принтирането, известно още като адитивно производство, е метод за създаване на триизмерен обект слой по слой с помощта на компютърно създаден дизайн.
3D принтирането е адитивен процес, при който се натрупват слоеве от материал, за да се създаде 3D част. Това е обратното на субтрактивните производствени процеси, при които крайният дизайн се изрязва от по-голям блок материал. В резултат на това 3D принтирането води до по-малко загуби на материал.3д принтер
Какви материали могат да се използват в 3D принтирането?
Съществува голямо разнообразие от материали за 3D принтиране, включително термопластични материали, като акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), метали (включително прахове), смоли и керамика.
История на 3D принтирането
Кой е изобретил 3D принтирането?
Най-ранното производствено оборудване за 3D принтиране е разработено от Хидео Кодама от Общинския институт за индустриални изследвания в Нагоя, когато той изобретява два адитивни метода за изработване на 3D модели.3д принтиране софия
Кога е изобретено 3D принтирането?
Въз основа на работата на Ралф Бейкър през 20-те години на миналия век за изработване на декоративни изделия (патент US423647A), ранната работа на Хидео Кодама в областта на бързото създаване на прототипи с лазерно втвърдена смола е завършена през 1981 г. Изобретението му е доразвито през следващите три десетилетия, като през 1984 г. е въведена стереолитографията. Чък Хъл от 3D Systems изобретява първия 3D принтер през 1987 г., който използва процеса на стереолитография. Следват разработки като селективно лазерно синтероване и селективно лазерно топене, както и други. През 90-те и 2000-те години на миналия век бяха разработени други скъпи системи за 3D принтиране, въпреки че цената им спадна драстично след изтичането на патентите през 2009 г., което отвори технологията за повече потребители.
Технологии за 3D принтиране
Съществуват три широки вида технологии за 3D принтиране: синтероване, топене и стереолитография.
Синтероването е технология, при която материалът се нагрява, но не до степен на топене, за да се създадат изделия с висока разделителна способност. За директното лазерно синтероване се използва метален прах, а за селективното лазерно синтероване – термопластични прахове.
Методите за топене при 3D принтиране включват топене на прахови пластове, топене с електронен лъч и директно енергийно отлагане, като при тях се използват лазери, електрически дъги или електронни лъчи за отпечатване на обекти чрез топене на материалите заедно при високи температури.смола за 3д принтер
Стереолитографията използва фотополимеризация за създаване на части. Тази технология използва подходящ източник на светлина, който взаимодейства с материала по селективен начин, за да втвърди и втвърди напречно сечение на обекта на тънки слоеве.
Процеси на 3D принтиране
Видове 3D принтиране
Процесите на 3D принтиране, известни също като адитивно производство, са категоризирани в седем групи в ISO/ASTM 52900 Адитивно производство – общи принципи – терминология. Всички форми на 3D принтиране попадат в един от следните видове:
Свързваща струя
Директно енергийно отлагане
Екструдиране на материал
Струйно впръскване на материал
Сливане в прахово легло
Ламиниране на листове
Полимеризация на ДДС
Разпръскване на свързващо вещество
Свързващата струя отлага тънък слой захранващ материал, например метал, полимерен пясък или керамика, върху платформата за изграждане, след което с помощта на печатаща глава се отлагат капки лепило, за да се свържат частиците. По този начин детайлът се изгражда слой по слой и след като приключи, може да се наложи последваща обработка, за да се завърши изграждането. Като примери за последваща обработка металните части могат да бъдат термично изпечени или инфилтрирани с метал с ниска температура на топене, например бронз, докато пълноцветните полимерни или керамични части могат да бъдат наситени с цианоакрилатно лепило.3dbgprint
Свързващата струя може да се използва за различни приложения, включително 3D печат на метал, пълноцветни прототипи и мащабни керамични форми.
Директно енергийно отлагане
При директното енергийно отлагане се използва фокусирана топлинна енергия, като например електрическа дъга, лазер или електронен лъч, за да се слепват проводникови или прахови суровини по време на отлагането им. Процесът протича хоризонтално, за да се изгради слой, а слоевете се подреждат вертикално, за да се създаде детайл.
Този процес може да се използва за различни материали, включително метали, керамика и полимери.
Екструдиране на материали
Екструдирането на материали или моделирането чрез разтопено отлагане (FDM) използва шпула с нишки, която се подава към екструдерна глава с нагрята дюза. Екструзионната глава нагрява, омекотява и полага нагорещения материал на определени места, където той се охлажда, за да създаде слой от материала, след което платформата за изграждане се придвижва надолу, готова за следващия слой.3d принтер
Този процес е икономически ефективен и има кратки срокове за изпълнение, но също така има ниска точност на размерите и често изисква последваща обработка за създаване на гладко покритие. Този процес също така създава анизотропни детайли, което означава, че те са по-слаби в една посока и следователно са неподходящи за критични приложения.
