A 3D nyomtatás a gyártás egy teljesen új világát hozza létre azzal a képességgel, hogy minőségi és pontosságú összetett terveket készítsen, és gyorsabb, megfizethetőbb eredményeket biztosítson. Ebben a cikkben folytatjuk a 3D nyomtatási technológia más alapvető típusainak megismerését.
Digitális fényfeldolgozás (DLP)
Larry Hornbeck, a Texas Instruments cégtől 1987-ben találta fel a digitális fényfeldolgozás technológiáját. Ez a technológia a projektorok gyártásában való felhasználása miatt vált népszerűvé.
Miután a 3D modellező szoftverben elkészített 3D-s modellt elküldték a nyomtatóra, egy tartály folyékony polimert egy DLP-projektor fényének tesznek ki biztonságos megvilágítás mellett. A DLP projektor a 3D modell képét jeleníti meg a folyékony polimeren. A szabaddá tett folyékony polimer megkeményedik, és az építőlemez lefelé mozog, és a folyékony polimer ismét fénynek van kitéve. A folyamatot addig ismételjük, amíg a 3D-s modell el nem készül, és a kádból ki nem ürül a folyadék, felfedve a megszilárdult modellt. A DLP 3D nyomtatás gyorsabb, és nagyobb felbontással nyomtathat objektumokat.
A DLP nagyon hasonlít az SLA-hoz, egy jelentős különbséggel --, ahol az SLA-gépek lézert használnak, amely egy réteget követ, a DLP-gépek pedig digitális fényvetítőt használnak, hogy minden rétegről egyszerre egyetlen képet villanjanak fel (vagy több villanást nagyobb részek). Mindeközben a DLP-nek gyorsabb a nyomtatási ideje, mint az SLA-nak, mivel minden réteg egyszerre fed le, nem pedig egy zóna kereszt{1}}részét követi lézeres céllal.
A DLP-nyomtatással rendkívül bonyolult gyantadizájnelemeket, például játékokat, ékszerformákat, fogászati formákat, figurákat és egyéb finom részleteket tartalmazó tárgyakat lehet nyomtatni.
Szelektív lézerolvadás (SLM)
Selective laser melting (SLM), also called direct metal laser melting (DMLM), is one of the new additive manufacturing techniques that is utilized both for rapid prototyping and mass production.
Az SLM-eljárás során az egymást követő porrétegek szelektív megolvasztásával, lézersugár kölcsönhatásával termék keletkezik. Besugárzáskor a poranyag felmelegszik, és megfelelő teljesítmény alkalmazása esetén megolvad, és folyadékmedencét képez. Ezt követően az olvadt medence gyorsan megszilárdul és lehűl, és a megszilárdult anyagból elkezdődik a termék kialakítása. Egy réteg keresztmetszetének-beolvasása után az építőplatform a rétegvastagságnak megfelelő mértékben leereszkedik, és új porréteg kerül felhordásra. Ezt a folyamatot addig ismételjük, amíg a termék el nem készül.
Az SLM-nek megvannak a maga előnyei és hátrányai.
Az SLM képes összetett formák vagy belső jellemzők megvalósítására (amit hihetetlenül nehéz vagy költséges lenne elérni hagyományos gyártás során). A folyamat során a port a lézer csak helyben olvasztja meg, a por többi része pedig újrahasznosítható további gyártáshoz.
Az SLM költsége azonban drága, különösen akkor, ha az alkatrészeket nem optimalizálták vagy nem a folyamathoz tervezték. Emellett az SLM jelenleg viszonylag kis alkatrészekre korlátozódik, és speciális tervezési, gyártási készségek és ismeretek szükségesek.
Elektronsugaras olvadás (EBM)
1993-ban az Arcam együttműködött a göteborgi Chalmers Műszaki Egyetemmel az EBM alapelveire vonatkozó szabadalmi bejelentésben. 1997-ben megalapították az Arcam AB-t, és a vállalat folytatta az EBM fejlesztését és az EBM nyomtatás kereskedelmi forgalomba hozatalát.
A porított fémet nagy{0}}energiájú elektronsugár olvasztja meg az EBM-ben. A fókuszált elektronsugár egy vékony porrétegen pásztázik át, és egy meghatározott keresztmetszeti területen helyi olvadást és megszilárdulást okoz. Ezeket a területeket úgy építik fel, hogy szilárd objektumot hozzanak létre. A gyártás vákuumkamrában történik, hogy megvédjék az oxidációt, amely veszélyeztetheti a nagyon reakcióképes anyagokat.
Az EBM nagyszilárdságú{0}}alkatrészeket épít, amelyek a legtöbbet használják ki a folyamatban használt fémek természetes tulajdonságaiból, és kiküszöbölik a szennyeződéseket, amelyek a fémek öntése vagy más gyártási módszerek alkalmazásakor felhalmozódhatnak. Repülési, autóipari, védelmi, petrolkémiai és orvosi alkalmazásokhoz használt alkatrészek nyomtatására szolgál.
Multi Jet Fusion (MJF)
A HP által kifejlesztett Multi Jet Fusion (MJF) 3D nyomtatást gyártási stratégiaként használják, hogy rövid időn belül egyedi alkatrészeket készítsenek kiváló felületkezeléssel.
A Multi Jet Fusion egy tintasugaras tömböt használ az olvasztó és részletező anyagok szelektív felvitelére egy nejlonporágyon, amelyeket aztán a fűtőelemek szilárd réteggé olvasztanak. Minden réteg után por kerül az ágy tetejére, és a folyamat addig ismétlődik, amíg az alkatrész el nem készül. Amikor az építés befejeződik, a teljes porágyat a kapszulázott részekkel együtt egy feldolgozóállomásra szállítják, ahol a laza por nagy részét integrált vákuum segítségével távolítják el. Az alkatrészeket ezután gyöngyfúvással eltávolítják, hogy eltávolítsák a maradék por maradékát, mielőtt végül eljutnának a befejező részleghez, ahol a kozmetikai megjelenés javítása érdekében feketére festik őket.
