BAZA WIEDZY O TECHNOLOGIACH DRUKU 3D

Druk 3D (Drukowanie przestrzenne)

Druk 3D, czyli inaczej drukowanie przestrzenne, jest technologią addatywną. Polega na nakładaniu kolejnych warstw materiału, w wyniku czego powstaje trójwymiarowy obiekt. Przeciwieństwem tej technologii jest technologia substraktywna – z bryły materiału wycina się docelowy model. Modele tworzy się na podstawie pliku cyfrowego z rozszerzeniem .stl (dopuszczalne są także inne rozszerzenia). Za pomocą specjalnego oprogramowania, model zamieniany jest w ciąg komend maszynowych. To właśnie dzięki nim, drukarka 3D może wydrukować pożądany przestrzenny obiekt.

Druk 3D dzieli się na wiele zróżnicowanych technologii, z czego najważniejsze z nich to:

  • FDM – druk 3D z termoplastów,
  • SLA – druk 3D z żywic, które są utwardzane światłem lasera,
  • DLP – druk 3D z żywic, które utwardza się światłem projektora,
  • PolyJet, MJM – druk 3D z żywic, które są utwardzane światłem UV,
  • CJP – druk 3D w pełnym kolorze z proszku gipsowego, który utwardzany jest lepiszczem,
  • SLS – druk 3D ze sproszkowanych polimerów, które spieka się światłem lasera,
  • DMLS – druk 3D ze sproszkowanych metali, które spieka się światłem lasera.

Technologie

Pole wydruku

Materiały

  • PLA
  • ABS
  • NYLON
  • PLA
  • Carbon
  • Flex
  • Wood
  • ASA
  • Hips
  • PET-G
  • oraz wiele innych…

Zalety

  • czas realizacji
  • Niska cena w porównaniu do innych technologii
  • Duża wytrzymałość mechaniczna
  • Możliwość budowania dużych elementów
  • Szeroki wybór materiałów

Przykładowy wydruk

Pole wydruku

Materiały

  • Żywica fotopolimerowa
  • Żywica elsastyczna
  • Żywica porcelanowa
  • Żywica odlewnicza

Zalety

  • Wysoka jakość powierzchni
  • Duża dokładność wymiarowa
  • Możliwość budowy modelu o dużym stopniu skomplikowania geometrii
  • Szybkie drukowanie kilku elementów na raz

Przykładowy wydruk

Pole wydruku

Materiały

Plastiki

  • Nylon
  • Onyx

Włókna

  • Kevlar
  • Włókno szklane
  • Carbon

Zalety

  • Wysoka wytrzymałość wydruków
  • Niska waga
  • Odporność na wysokie temperatury materiałów
  • Wysoka stabilność wymiarowa

Przykładowy wydruk

FDM/FFF

Technologia FDM (Fused Deposition Modeling) wyróżnia się szerokim wyborem kolorów i materiałów do druku. To inaczej drukowanie trwałych części z tworzyw termoplastycznych. Termoplastyczny, półpłynny materiał osadza się warstwa po warstwie na stole roboczym. Wydruki FDM cechują się bardzo korzystnym stosunkiem jakości do ceny. Ogromną zaletą jest to, że są wytrzymałe i jednocześnie odporne na promieniowanie UV. FDM to jedna z nielicznych technologii drukowania 3D, która pozwala na manipulowanie procentową gęstością wypełnienia modelu, przy jednoczesnej redukcji jego kosztu i wagi. Jest to najbardziej jedna z najbardziej popularnych technologii druku 3D na rynku. Umożliwia wykonywanie modeli z różnorodnych tworzyw sztucznych: ABS, PC, PC-ABS, ASA, PEI.

SLS

SLS (Selective Laser Sintering – selektywne spiekanie laserowe) to wydruki w technologii proszkowej. Technologia polega na laserowym spiekaniu tworzywa proszkowego z poliamidu w ten sposób, by zapełnić całe pole robocze komory warstwa po warstwie. Spieczony model nie wymaga dodatkowych podpór. Technologia SLS będzie odpowiednia nawet do najbardziej skomplikowanych elementów, w których tolerancja wymiarowa musi spełniać określone standardy. Polecana jest także do ażurowych modeli. Zaletą jest fakt, że wydruki w technologii SLS można stosować jako prototypy oraz części funkcyjne. Jedyne, co stanowi ograniczenie, to ilość dostępnych materiałów oraz większe koszty w porównaniu do innych dostępnych technologii.

SLA

SLA – stereolitografia – to pierwsza technologia druku 3D. Wydruki w tej technologii wytwarzane są z płynnej żywicy, która następnie zostaje utwardzona pod wpływem światła lasera. Wydruk po zakończeniu drukowania musi zostać poddany kąpieli, której zadaniem jest wypłukanie resztek nieutwardzonej żywicy, a następnie dodatkowemu naświetlaniu. Technologia SLA dedykowana jest wszelkiego rodzaju modelom, które zawierają dużą liczbę detali. Plusem jest fakt, że warstwy są na tyle małe, iż nie są zauważalne na pierwszy rzut oka. Technologię SLA można wykorzystać przy szczegółowych, niewielkich modelach, np. biżuterii, figurkach. Wydruki mają doskonałą jakość, nie ma potrzeby dodatkowego wygładzania, jednak są czasochłonne oraz wrażliwe na promieniowanie UV.

FDM+CFF

FDM+CFF (Fused Deposition Modeling + Composite Filament Fabrication) to technologie druku za pomocą włókna węglowego, kevalrowego lub szklanego. Pozwalają na wydrukowanie części, które wyróżniają się aż 27-krotnie większą sztywnością oraz 5-krotnie większą wytrzymałością w porównaniu do innej technologii druku 3D. Technologia FDM+CFF korzysta z dwóch dyszy drukujących. Jedna z nich drukuje, korzystając z materiału poliamidowego typu nylon lub onyx, natomiast druga z dysz wykorzystuje włókno. Ta unikalna metoda druku 3D, która zwana jest inaczej CFF (Composite Filament Fabrication), pozwala na drukowanie silnych jak metal części, których stosunek siły do wagi jest lepszy niż aluminium.

CJP

Tworzenie modeli w technologii CJP (ColorJet Printing) polega na selektywnym zespalaniu proszku. Ogromnym plusem tej technologii jest szybki czas budowy modelu. Zaletą są także stosunkowo niskie koszty oraz możliwość druku wielobarwnych modeli. Ich budowa przebiega kilkuetapowo. Po pierwsze, plik jest dzielony na warstwy, które przesyłane są kolejno do drukarki. Drukarka 3D zespaja je w całość, tworząc fizyczny model, który jest idealnym odzwierciedleniem projektu CAD. Model zostaje tworzony warstwowo poprzez zespalanie materiału proszkowego. Głowica drukująca dozuje ciecz. Proces nakładania oraz zespajania warstw jest powtarzany aż do momentu, gdy ukończy się budowa całego modelu. Technologia będzie odpowiednia do tworzenia modeli nowych produktów, medycznych, edukacyjnych, inżynieryjnych, architektonicznych i wielu innych.

MJP

MJP (multijet printing) to technologia, która wyróżnia się maksymalnie uproszczonym procesem post-processingu. Przy pomocy dedykowanej stacji roboczej, materiał podporowy jest rozpuszczany w dwóch pojemnikach, które wykorzystują olej na bazie soi oraz parę. Podpory rozpuszczają się w ciągu kilkudziesięciu minut. W innych technologiach tego typu, materiał podporowy należy wypłukiwać wodą w specjalnych myjkach pod ciśnieniem. Technologia MJP dostarcza plastikowych części, które wyróżniają się wysoką trwałością, rozdzielczością, a także skomplikowaną geometrią. Ten wielomateriałowy druk 3D dedykowany jest głównie takim obszarom, jak: medycyna – szczególnie stomatologia, prototypowanie, testy funkcjonalne.

DMLS

Zasada działania technologii DMLS jest podobna do SLS. Różnica polega na tym, że w technologii DMLS modele wymagają zastosowania dodatkowych podpór. To właśnie one są kanałami, które odprowadzają ciepło w trakcie druku. Sproszkowany metal jest przetopiony laserem niezwykle precyzyjnie. Dzięki temu możliwe jest tworzenie nawet bardzo skomplikowanych modeli dentystycznych, jubilerskich, przemysłowych. Zaletą jest znaczne skrócenie czasu otrzymania modelu z danego metalu w porównaniu do technologii SLA.

Binder Jetting

Binder Jetting jest technologią, która działa podobnie do metody drukowania atramentem na papierze. Polega na spajaniu proszku metalicznego ciekłymi spoiwami, które wyparowują na etapie wygrzewania i spiekania. Pierwszym krokiem jest rozprowadzenie proszku metalicznego na całej powierzchni stołu roboczego. Głowica drukująca natryskuje ciekłe spoiwa, tym samym spajając proszek i tworząc trójwymiarowe piksele (voxele). Stół roboczy urządzenia obniża się o zadaną warstwę, podajnik utwardza fotopolimer światłem UV, dochodzi do oczyszczenia głowicy drukującej, a następnie są nanoszone kolejne warstwy proszku, który jest spajany i utwardzany.

Krokiem drugim jest wygrzewanie. Komorę roboczą wyjmuje się z drukarki 3D i umieszcza w piecu. Proces utwardzania może trwać od 6-10 godzin. Kolejny etap to oczyszczanie. To właśnie w tym momencie odzyskuje się niespojony proszek metaliczny. Ostatni krok to spiekanie w specjalnym piecu wysokotemperaturowym.

PolyJet / MJM

Technologia PolyJet/MJM jest obecnie najbardziej zaawansowaną, multi-kolorową oraz multi-materiałową technologią szybkiego prototypowania. Ogromną zaletą jest wysoka dokładność powierzchni. Warstwy materiału, które są na siebie nakładane, są bardzo cienkie. Plusem jest także możliwość budowania detali z materiałów biozgodnych oraz możliwość łączenia wielu materiałów podczas jednego procesu wydruku. Technologia PolyJet/MJM gwarantuje najszersze spektrum materiałów modelowych. Co istotne, PolyJet nie wymaga naświetlania wtórnego po wydruku – w przeciwieństwie do technologii SLA.

Porozmawiajmy o Biznesie

Skontaktuj się ze spacjelistą