«Трехмерная обработка помогает упростить обработку полимеров машиностроительного класса. Более того, в отличие от традиционных методов быстрого производства, он позволяет быстро создавать прототипы и легкие геометрические детали».
В индустрии обработки пластмасс 3D-печать — это метод аддитивного производства, позволяющий создавать 3D-проекты на основе цифровых 3D-чертежей. Это помогает профессионалам-дизайнерам создавать эстетические и функциональные прототипы для проверки соответствия перед началом полномасштабного производства.
Этот процесс включает в себя послойное нанесение материала под управлением системы ЧПУ для создания трехмерной детали за минимальное время. Как правило, 3D-печать является быстрым и эффективным способом изготовления сложных конструкций. Однако, Стоимость 3D-печати по металлу Как правило, его стоимость выше, чем у печати пластиком, из-за цены материалов, специализированного оборудования и требований к постобработке. Тем не менее, он остается практичным вариантом для сложных, мелкосерийных и высокопроизводительных деталей.
Более того, затраты на его установку относительно ниже, чем у традиционных методов. Благодаря своей точности и точности размеров в обрабатывающей промышленности, он привлек значительное внимание во всем: от архитектурных проектов до прототипов компонентов аэрокосмической отрасли.
В этой статье обсуждаются процессы, типы и промышленное применение 3D-печати. Он также содержит необходимые советы для успешного проекта 3D-печати.
Что такое 3D-печать? Как это работает?
3D печать
3D-печать — это технология аддитивного производства для создания деталей или изделий. Заранее определенные виртуальные иллюстрации или математическое изображение трехмерных поверхностей создаются с помощью такого программного обеспечения, как MatterControl 3, Tinkercad, Blender, UVTools, WebPrinters и Ultimaker Cura. После окончательной доработки дизайна файлы готовятся к печати. Здесь конструкция разбивается путем разрезания ее на горизонтальные или вертикальные слои длиной от 2.0 до 100 с, в зависимости от конфигурации детали. Затем нарезанная модель подается на 1000D-принтер.
В процессе 3D-печати пластиковый материал укладывается последовательными слоями в последовательном порядке до формирования детали или изделия. Этот процесс известен как экструзия материала. Эти принтеры особенно компактны и относительно экономичны, что позволяет производить детали небольшими партиями и большими партиями. Более того, ассортимент материалов для 3D-печати расширяется от пластиков до недорогих инженерных полимеров. Обычно им требуется минимальный бюджет на свою инфраструктуру. Одним из основных преимуществ является то, что 3D-печать использует меньше материала для формирования прототипов, в отличие от традиционных методов. Помимо возможностей проектирования деталей, стандартный 3D-принтер может воспроизвести практически любой концептуальный проект, который придет вам в голову. Стандартный малогабаритный 3D-принтер обычно стоит примерно от 300 до 400 долларов.
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Основные части 3D-принтера
3D-принтеры состоят из нескольких стационарных и подвижных компонентов, которые работают вместе для создания прототипов. Хотя конструкция устройства может различаться в зависимости от модели, Типы 3D-печатиБольшинство 3D-принтеров включают в себя пять основных компонентов, перечисленных в таблице ниже.
Рабочий стол: Основные части 3D-принтеров
| Запчасти | Функциональность системы |
| печатающей головки | Это нагревательный элемент 3D-принтера, который впоследствии наносит пластиковый материал для создания продукта. |
| Сборочные лотки | Место, где создаются реальные конструкции путем нагревания или ненагревания, зависит от предполагаемого типа технологии 3D-печати. |
| Контроллер движения | Это основная часть, используемая для регулирования процесса 3D-печати. Он содержит механические утилиты, в том числе; двигатели, ремни, винты и концевые упоры. |
| Материнская плата | Это основная часть, содержащая электрические компоненты. Он контролирует все функции 3D-принтеров, такие как; скорость и количество нанесения материала. |
| Источник питания | Блок питания используется для питания всех электрических частей 3D-принтеров. |
Виды пластиковой 3D-печати
Вот некоторые из наиболее распространенных типов технологий 3D-печати, в том числе:
- Стереолитография (SLA)
- Плавленое моделирование осаждения (FDM)
- Селективное лазерное спекание (SLS)
- Цифровой световой процесс (DLP)
- Полиджет
- Многоструйный сплав
Стереолитография (SLA)
SLA 3D-печать
SLA считается первой коммерческой технологией 3D-печати. Он использует ванну с жидким фотополимером, который сначала нагревается для отверждения последующих слоев до получения материала предполагаемой детали.
SLA позволяет быстро копировать подробные прототипы, сложные детали и модели с высоким разрешением для литья по выплавляемым моделям. Более того, это помогает проектировщикам формировать образцовые детализированные компоненты для проверки посадки собранного инженерного продукта.
Таблица: Типы пластиков, используемые в SLA и приложениях
| Материал | Области применения | Уровень точности |
| Полипропилен, АБС-пластик и стеклонаполненный поликарбонат. | Прототипы приспособлений, приспособлений и моделей отливки. | 0.1 мм до 0.2 мм |
Плавленое моделирование осаждения (FDM)
FDM 3D-печать
Моделирование методом наплавления основано на плавлении пластиковой нити и ее экструзии через нагревательное сопло последовательными слоями для формирования прототипа продукта. Разрешение и точность размеров FDM относительно ниже по сравнению с SLA. Кроме того, он может быть подвержен повреждению после длительного воздействия ультрафиолетового излучения.
Что касается совместимости материалов, он может наносить различные прочные термопласты на гибкие эластомеры для изготовления предметов. Он находит широкое применение при формировании экспериментальных моделей и прототипов от простых до сложных.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Уровень точности |
| ПЭТ, АБС, ЭТГ, ПЛА | Он включает в себя испытания на посадку, прототипы приспособлений, приспособлений и модели литья по выплавляемым моделям. | 0.1 мм до 0.2 мм |
Селективное лазерное спекание (SLS)
Детали для 3D-печати из нейлона SLS
Как следует из названия, он работает путем спекания лазером прочного термопластичного порошка для создания прототипов для функциональных испытаний. Этот лазер плавит пластик и слой за слоем сплавляет его через нагревательное сопло, образуя изделие. В процессе тщательно потребляется весь материал. Обычно во время разработки продукта не требуется никаких вспомогательных структур. Более того, 3D-детали, изготовленные с помощью SLS, более эластичны и стабильны по размерам, чем методы наплавления и SLA. Кроме того, детали приобретают более высокую прочность, чем детали, отлитые под давлением.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Уровень точности |
| Нейлон 6, нейлон 11, нейлон 12 и полиамид 12. | Он включает в себя испытания на посадку, прототипы приспособлений, приспособлений и модели литья по выплавляемым моделям. | 0.1 мм до 0.2 мм |
Цифровой световой процесс (DLP)
Цифровая обработка света
Процесс DLP напоминает SLA. Он предполагает использование обычных источников света, а не лазерного света. В целом, DLP относительно дешевле и производит детали более высокого качества, чем SLA. Более того, этот процесс сравнительно быстрый, поскольку отпечатывается вся деталь сразу. Помимо обработки поверхности, эти принтеры часто создают очень гладкую текстуру поверхности для конечного использования.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Уровень точности |
| Поливинилхлорид, АБС, полипропилен | Зубные каппы, украшения, усилители и ювелирное литье | 0.1 мм до 0.2 мм |
Многоструйный термоядерный синтез (MJF)
Детали с многоструйной печатью
По своему процессу многоструйный синтез похож на SLS, поскольку оба используют нейлоновую энергию для разработки функциональных прототипов. Эти 3D-принтеры наносят струйные кластеры на нейлоновый порошок, чтобы слой за слоем создать изделие путем сплавления нагревательного элемента. MJF помогает производить конечную продукцию различных цветов и повышает разрешение предполагаемых деталей. Более того, формирование продукта занимает минимальное время и считается экономичным методом в технологии 3D-печати.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Точность подачи |
|
PA 12 черный, полипропилен PA 12 40% стеклонаполненный черный |
Прототипы, медицинские изделия, сильфон, перегородки, приспособления и приспособления |
0.05 мм |
Полиджет
Polyjet — это традиционная технология 3D-печати, которая в работе очень похожа на обычные струйные принтеры. Он работает путем нанесения фотополимеров на рабочую пластину путем спекания ультрафиолетовым светом для формирования продукта. 3D-принтеры Polyjet дешевле SL и SLS. Разработчики продуктов могут использовать полиструи, когда прототипы необходимы для проверки первоначального соответствия конструкции сборки. Кроме того, они могут ковать детали из разных цветов и разных материалов.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Точность подачи |
| Полипропилен, АБС, резиноподобные материалы, оптически прозрачные материалы. | Формование и эластомерные прототипы | 0.1 мм |
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Технологии 3D-печати металла
Помимо пластика, 3D Материалы для печати Также используются несколько высокопрочных металлов для изготовления функциональных прототипов и деталей конечного использования. Наиболее распространенные варианты — нержавеющая сталь, алюминий, медь, вольфрам и титан. Для этих металлических материалов обычно используются следующие процессы 3D-печати.
- Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)
- Прямое лазерное спекание металла (DMLS)
Электронно-лучевая плавка (ЭЛП)
Электронно-лучевая плавка – это металл 3d печать процесс. Как следует из названия, в нем используется высокоэнергетический электронный луч для плавления металлического порошка в последующих однородных слоях с образованием продукта в соответствии с требуемыми спецификациями. Он работает путем создания вакуума ниже 0.0001 мбар внутри печатной камеры. Оптимальная температура, необходимая для плавления материала, составляет от 600 до 700°С. ℃),. По сравнению с другими технологиями 3D-печати EBM является быстрым и экономичным. Более того, его можно использовать вместо методов механической обработки и литья с ЧПУ, поскольку он позволяет производить очень прочные детали.
Таблица: Совместимые материалы и области применения
| Материал | Области применения | Точность подачи |
| Тантал, вольфрам, ванадий и титан. | Компоненты для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности | ARCXNUMX |
Прямое лазерное спекание металла (DMLS)
DMLS — еще одна технология 3D-печати металлом. Сравнение прямого лазерного спекания металлов 3D-печать против обработки с ЧПУ, он обеспечивает большую гибкость, повторяемость, точность и скорость производства. Более того, это особенно эффективный вариант для создания сложных и подробных прототипов. Как правило, он уменьшает металлы и превращает разнообразные детали в легкие или отдельные компоненты.
Рабочий стол: Совместимые материалы и приложения
| Материал | Области применения | Точность подачи |
| Нержавеющая сталь, алюминий, никелевые сплавы и медь. И т. д. | Аэрокосмические, автомобильные и имитирующие медицинские прототипы. | 0.1 мм |
Добавка против. Субтрактивное производство
Добавка против. Субтрактивное производство
Аддитивное производство добавляет материал последовательными слоями для создания продукта. Субтрактивное производство, напротив, удаляет материал из существующих деталей, чтобы придать им желаемую форму. Эти фундаментальные подходы широко используются в обрабатывающей промышленности благодаря гибкости материала и исключительной точности. Кроме того, эти методы стали экономичными вариантами для больших объемов производства.
Несмотря на то, что существует множество производственных технологий, обработка с ЧПУ и 3D-печать являются двумя наиболее широко распространенными из-за их универсальных преимуществ. Давайте оценим различия между ними;
Таблица: Аддитивное и субтрактивное производство
| аспекты | Субтрактивное производство | Производство добавок |
| Использование материала | Вмещают различные твердые блоки, стержни, стержни из пластмассы, металла. | Используются термопластические смолы, высокопрочные, жесткие, эластичные и литейные (воскоподобные) материалы. |
| Стоимость оснастки и настройки | Более высокие затраты на оснастку, но более низкие затраты на первоначальную настройку. | Более низкие затраты на оснастку, но более высокая первоначальная установка стоит около 2000 долларов США, 10000 3 долларов США для XNUMXD-принтеров среднего класса. |
| скорость производства | Обычно медленнее и дороже при производстве больших партий. | Сравнительно высокая скорость производства и эффективна для больших производственных тиражей. |
| Сложность дизайна | Позволяет создавать любые сложные геометрические конструкции; например, резьбы, отверстия, винты и цилиндры | Это также облегчает создание сложных конструкций, но ограничивается более детализированными деталями или компонентами. |
| Точность подачи | Допуск около 0.025 мм | Допуск около 0.1 мм |
Относится к: Аддитивное и субтрактивное производство
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Применение 3D-печати
Технология 3D-печати широко распространена в нескольких отраслях промышленности. Он широко используется в авиации, автомобилестроении, строительстве, здравоохранении, прототипировании и обрабатывающей промышленности.
Aviation
В авиационной и оборонной промышленности технология 3D-печати позволила создать точный способ формирования критически важных компонентов самолетов. Эти отрасли промышленности требуют сложных форм и легких деталей для улучшения функциональности и производительности различных компонентов двигателя. Таким образом, проектировщики и поставщики OEM получают выгоду от экономической целесообразности производства легких деталей в короткие сроки. Несколько примеров включают распорки, крепления, лопатки турбин и центральные рамы, функциональные прототипы и структурные компоненты для систем защиты.
Автомобили
3D-печать произвела настоящий фурор в автомобильной промышленности, обеспечив быстрое прототипирование и легкие компоненты, особенно для гоночных автомобилей. Устоявшиеся отрасли, такие как Mitsubishi и Chemical или BASF, уже внедрили технологию 3D-печати. Как правило, моделирование методом наплавления используется для создания индивидуальных прототипов 3D-печати и деталей конечного использования. Некоторые распространенные примеры включают автомобильные приборные панели, воздуховоды HVAC, вентиляционные отверстия и аксессуары для прототипов внутренних сидений.
Прототип и производство
3D-печатные прототипы
В сравнении с 3D-печать против. Литье под давлениемИзготовление литьевых форм обычно занимает несколько недель. Таким образом, эти формы, как правило, дороже, чем 3D-печать, и стоят от 100 до 1000 долларов. Как обсуждалось выше, основной областью использования 3D-печати является создание прототипов сложной формы. Дальше, 3D-печатные кошки, эстетичный сложные модели для потребителей и архитектурные нужды могут быть выполнены с помощью 3D-печати.
Эти передовые методы позволяют изготовить детали всего за несколько часов при доступном бюджете. Кроме того, 3D-печать на заказ идеально подходит для создания прототипов для тестирования и повторения ранних проектов. Наиболее прибыльными методами создания прототипов являются SLS и DMLS.
Medicare
Структура кости, напечатанная на 3D-принтере
В сфере здравоохранения 3D-принтеры используются для проектирования устройств для ортопедии, а имплантаты — для отливки металлических зубных коронок. Более того, он помогает изготавливать инструменты и строительные леса из человеческих построек. Эти каркасы обеспечивают клеткам и тканям основу для роста и регенерации тканей. Кроме того, индивидуальная 3D-печать помогает копировать персонализированные протезы и устройства, предназначенные для конкретного пациента; такой как; слуховые аппараты и ортопедические стельки. В дополнение к этому, кости, кожа, ткани и органы, напечатанные на 3D-принтере, также способствуют уходу за пациентом.
Технология 3D-печати для строительства
Технология 3D-печати для строительства
Строительная отрасль обычно использует «Строительные 3D-принтеры» для силового связывания и напыления. Эти принтеры работают с управляемыми роботизированными экструдерами и портальными системами для аккуратного создания строительных моделей, небольших конструкций и компонентов зданий. Помимо этого, 3D-печать является экономичным решением для создания более сложных строительных моделей и улучшения функциональной интеграции за счет минимизации отходов и требований к рабочей силе.
Услуги 3D-печати в Boda
Boda предлагает доступную и лучшую в своем классе 3D-печать услуги прототипирования. Наши специалисты помогут вам сделать правильный выбор материала и предоставят помощь в усовершенствовании конструкции для достижения оптимальных результатов. Наше предприятие оснащено современным 3D-принтером и предлагает нашим уважаемым клиентам множество вариантов материалов на выбор.
Будь то изготовление сложных прототипов или массовое производство, мы можем удовлетворить ваши требования без ущерба для стандартов качества в короткие сроки. Свяжитесь с нами сейчас и получите мгновенное Услуги 3d печати цитировать!
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Подведение итогов
3D-печать предлагает ряд преимуществ при быстром производстве прототипов медицинских, авиационных и автомобильных компонентов. В этой технологии аддитивного производства используются различные материалы для 3D-печати: от пластика, керамики и пищевых продуктов до экзотических металлов, таких как; титан, вольфрам и медь.
Эти принтеры расширили возможности производства различных компонентов и удовлетворения потребностей послепродажного обслуживания, которые когда-то были трудны для традиционных методов, таких как литье, механическая обработка и литье под давлением. Кроме того, они сократили время производственного цикла. Эта статья содержит всесторонний взгляд на технологию 3D-печати с более глубокого аспекта. Таким образом, вы можете получить ценную информацию о появлении технологии 3D-печати и ее полезности.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1. Каковы ограничения 3D-печати?
Помимо преимуществ, 3D-печать имеет и несколько ограничений. К ним относятся; ограниченный выбор материалов, требования к постобработке и повышенные затраты при больших объемах.
В2. Какие пластиковые материалы подходят для 3D-печати?
Термопластические материалы считаются совместимыми и гибкими материалами для 3D-печати. Некоторые из распространенных включают в себя; полиуретан, поликарбонат и высокоэффективные пластики, такие как PEEK, и полимолочная кислота (PLA). Среди этих нитей PLA в основном экструдируются для 3D-печати. Узнать больше о Освоение 3D-печати: руководство по лучшим материалам PLA.
Вопрос 3. Есть ли какие-либо текущие достижения помимо 3D-печати?
Да, будущее за новыми достижениями, такими как 4D и 5D-печать в аддитивном производстве. Эти инновации, вероятно, будут способствовать снижению веса компонентов и оптимизации производительности 3D-принтеров, что позволит выпускать продукцию в короткие сроки.
Вопрос 4. Каковы преимущества 3D-печати?
3D-принтеры предлагают полную индивидуализацию производства деталей. Эти принтеры следуют автоматизированным инструкциям для безупречного создания продукции. Кроме того, он идеально подходит для разработки прототипов различных конечных продуктов промышленного назначения.
Вопрос 5. Каковы основные проблемы, возникающие при разработке продуктов для 3D-печати?
Хотя 3D-принтеры точны и точно производят сложные формы, параметры процесса, такие как температура, скорость печати и запутывание нитей, являются основными проблемами в процессе 3D-печати.
Ресурс
- Шахабудин, Т.С. Ли, Р. Рамлан, (2019): Обзор технологии 3D-печати: технологии, материалы и приложения, Procedia Manufacturing; Извлекаются из: Прямая наука.