Vrste 3D printanja | 3dprinteri

Na tržištu je dostupan velik broj konkurentnih tehnologija, tako i više vrsta 3D printera. Glavna razlika između tih vrsta printera je u načinu na koji se dobivaju slojevi i kreiraju dijelovi strukture koju želimo dobiti. Neki od njih omekšavaju materijale kako bi dobili slojeve, drugi slažu tekuće termosetove koji se očvršćuju na različite načine, dok treći režu tanke slojeve materijala i zatim ih spajaju zajedno.

Selektivno lasersko sinteriranje je tehnika aditivne proizvodnje koja koristi lasere velike snage radi spajanja malih dijelove plastike, metala, keramike ili stakla u masu koja ima željeni 3D oblik. Laser spaja prah materijala uz pomoć skeniranja presjeka preuzetih iz 3D digitalnih modela na površinu podloge sa prahom. Nakon što se skenira jedan presjek, podlog sa prahom se spušta za debljinu jednog sloja, dodaje se novi sloj materijala na vrhu, i proces se ponavlja dok željeni 3D oblik nije gotov.
SLS proizvodnjom se mogu proizvesti raznovrsni oblici pošto su dostupni različiti prahovi za izradu. Ova tehnologija je u upotrebi širom svijeta zbog lake izrade veoma kompleksnih geometrijskih oblika direktno iz CAD programa. Za razliku od nekih drugih metoda aditivne proizvodnje kao što su SLA i FDM, SLS ne zahtjeva konstrukcije za potporu zbog činjenice da je dio koji se izrađuje cijelo vrijeme okružen prahom.

U procesu DMLS metode koristi se 3D CAD program koji se prevodi u STL datoteku i šalje softveru printera. Zatim se geometrija 3D modela odgovarajuće orijentira kako bi se mogla izraditi određena struktura i dodaje se konstrukcija za podupiranje. Ova tehnologija spaja metalni prah u čvrsti dio tako što ga lokalno topi uz pomoć fokusiranog laserskog snopa. Dijelovi se izrađuju dodavanjem materijala sloj po sloj, obično koristeći slojeve debljine 20 µm.

1/4

FDM počinje sa softverskim procesom, koji procesira STL datoteku nekoliko minuta, matematički izrezujući i orijentirajući model za proces izrade. Ako je potrebno automatski se dodaje i konstrukcija za potporu. Printer u sebi ima uskladištena dva materijala, jedan za izradu modela i drugi za potpornu konstrukciju koja se nakon toga odbacuje. Plastična nit ili metalna žica se topi i prolazi kroz glavu za brizganje koja se kreće horizontalno ili vertikalno po putanji izlijevanja koju smo definirali CAD crtežom. Materijal se lije u slojevima debljine 0,125 mm, a model se izrađuje sloj po sloj od dna prema vrhu.

Stereolitografija je tehnologija aditivne proizvodnje modela kod koje se koristi podloga sa tekućim fotopolimerom, tzv. “smolom” i UV laser radi izrade modela sloj po sloj. Na svakom sloju, laserski snop iscrtava presjek modela po površini smole. Izloženost UV laserskom snopu učvršćuje presjek koji je iscrtan na smoli i spaja ga sa čvrstim slojem ispod njega. Nakon što se iscrta presjek, platforma se spusti na niže za veličinu jednog sloja, obično 0,05mm do 0,15 mm. Onda smola ponovo prekrije model, i ponovo se iscrtava presjek sljedećeg sloja. Nakon izrade kompletnog 3D modela, model se čisti od zaostale smole, a zatim se dodatno učvršćuje u UV komori.
Jedna od značajnih prednosti je što se željeni model ma koliko kompliciran bio može proizvesti za jedan dan. Modeli napravljeni stereolitografijom mogu biti veoma značajni pošto su dovoljno čvrsti da budu dodatno obrađivani, a mogu biti korišteni i kao kalupi za postupke izlijevanja metala i drugih materijala. Iako se stereolitografijom mogu napraviti različiti oblici, proces je često veoma skup.

EBM je tip aditivnog procesa proizvodnje metalnih struktura. Ovom metodom se proizvode metalne strukture zagrijavanjem direktno iz metalnog praha sloj po sloj sa elektronskim snopom u visokom vakuumu. Za razliku od nekih drugih tehnika, dobivene strukture imaju punu gustoću, čiste su legure, bez šupljina i ekstremno jaki. Iz tog razloga kod EBM nije potrebna dodatna termička obrada za dobivanje punih mehaničkih karakteristika dobivenih struktura.
Titanske legure se široko koriste ovom tehnologijom, što je čini pogodnom za tržište medicinskih implantanata.

Kod LOM metode slojevi papira, plastike ili metalnih laminata se međusobno zaljepljuju i laserom izrezuju na odgovarajući oblik. Ovaj proces se odvija sljedećom postupkom. Prvo se list materijala premazuje adhezivnim sredstvom (koje povezuje jedan materijal na drugi) uz pomoć zagrijanog valjka. Zatim laser izrezuje odgovarajući oblik i dimenziju modela i uklanja se višak materijala. Platforma sa završenim slojem se pomiče na niže i novi list materijala se stavlja na poziciju. Platforma se pomiče na gore i pozicionira za primanje novog sloja.Taj proces se ponavlja dok model nije završen.
Lom metodu karakteriziraju niska cijena zbog spremnog i gotovog sirovog materijala, dimenzijska točnost je malo manja nego kod stereolitografije i SLS-a i mogućnost izrade relativno velikih modela bez ikakvih kemijskih reakcija. Također, papirni modeli imaju karakteristike slične drvetu, pa se mogu tako i obrađivati.

SELEKTIVNO LASERSKO SINTERIRANJE (engl. Selective Laser Sintering, kratica: SLS)

3D printer radi tako što uzima 3D datoteku, a zatim koristi i pravi seriju slojeva u poprečnom presjeku. Svaki sloj se onda tiska preko predhodnog kako bi se napravio 3D objekt. 3D printeri su generalno brži, pristupačniji i jednostavniji za korištenje od ostalih aditivnih tehnologija. Omogućavaju printanje struktura i sklopova napravljenih od nekoliko materijala sa različitim mehaničkim i fizičkim karakteristikama u jednom procesu izrade.

DIREKTNO LASERSKO SINTERIRANJE METALA (engl. Direct Metal Laser Sintering, kratica: DMLS)

DMLS metodu karakterizira izrada struktura visoke točnosti detalja i visoke površinski kvalitete, te dobivanje odličnih mehaničkih karakteristika izrađenih struktura.
Ova metoda dozvoljava slobodu konstruiranja i efikasnija konstrukcijska rješenja u tehničkim aplikacijama. Pošto se oblici izrađuju sloj po sloj, moguće je izraditi unutrašnje oblike i prelaze koji ne bi mogli biti izliveni ili izrađeni na drugi način. DMLS ima još prednosti u odnosu na tradicionalne tehnike proizvodnje; kraće vrijeme izrade gdje nisu potrebni nikakvi dodatni alati, izrada više različitih struktura istovremeno i mogućnost izrade struktura od različitih legura, zbog čega se naziva tehnologijom koja štedi vrijeme i novac.

MODELIRANJE NANOŠENJEM RASTOPLJENOG MATERIJALA (engl. Fused Deposition Modeling, kratica: FDM)

STEREOLITOGRAFIJA (engl. Stereolithography, kratica: SLA)