Sedm hlavních typů 3D tiskových technologií

3D tisk, také nazývaný aditivní výroba, pokrývá několik odlišných procesů . Ačkoli různé, všichni sdílejí stejné klíčové kroky . Například, veškerý 3D tisk začíná digitálním modelem, protože je to digitální technologie . PRVNÍ je navržen CAD software nebo získaný z digitálního knihovny {{{5} thin. do vrstev pro vytvoření pokynů pro cestu pro 3D tiskárnu, která bude následovat .

Proč sedm typů?

Aditivní výroba může být kategorizována na základě produktů, které produkuje, nebo materiály, které používá . ISO ji klasifikovalo do sedmi obecných typů . Těchto sedm kategorií 3D tisku se však také snaží pokrýt rostoucí počet technických typů a hybridních technologií .

Vytvoření materiálu 3D tisk

Material extrusion lives up to its name: materials are pushed through a nozzle. Typically, the material is a plastic filament, which is melted and extruded through a heated nozzle. The printer deposits the material onto the build platform along a tool path generated by software. The filament then cools and solidifies to form a solid object. This is the most common Forma 3D tisku . Přestože to zní jednoduše, vzhledem k rozmanitosti materiálů, které lze extrudovány, včetně plastů, kovů, betonu, bio gelů a různých potravin, je to vlastně velmi široká kategorie . 3 d tisků v ceně 100 $ až po deset tisíc dolarů .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} d.

 Podtypy vytlačování materiálu: Fused Deposition Modeling (FDM), konstrukční 3D tisk, mikro 3D tisk, bio 3D tisk .
 Materiály: Plasty, kovy, potraviny, betony atd. .
 Rozměrová přesnost: ± 0 . 5% (dolní limit ± 0,5 mm).
 Běžné aplikace: Prototypování, elektrické přílohy, testování formy a přizpůsobení, přípravky a příslušenství, vzory pro lití, budovy atd. .
 Výhody: Metoda nejnižších nákladů 3D tisku s širokou škálou materiálů .
 Nevýhody: obecně nižší výkon materiálu (síla, trvanlivost atd. .) a obvykle nižší dimenzionální přesnost .

1. Modelování depozice (FDM)
 

Části FDM mohou být vyrobeny na různých 3D tiskáren pomocí kovů nebo plastů

Pro 3D tiskárny FDM existuje trh s více miliardami dolarů, s tisíci strojů od základních po komplexní průmyslové modely . FDM stroje FDM se také nazývá fúzovaná výroba vlákna (FFF), což je přesně stejná technologie ., stejně jako všechny 3D tiskové technologie, FDM začíná s digitálním modelem, která je pak pro 3D Printers, která je převedena na cedu Sledujte . V FDM naložíte cívku vlákna (nebo několik najednou) do 3D tiskárny, která ji přivádí do extruderové trysky tiskárny . tiskárna zahřívá trysku nebo tryska na požadovanou teplotu, aby změkčila vlákno, aby se upevnila a tvořila pevná část {{{{{{{{{{{{{{{{8}

As the printer moves the extruder along designated XY plane coordinates, it lays down the first layer. The extruder then rises to the next height (Z plane), repeating the process layer by layer until the object is fully formed. Depending on the object's geometry, supports may be needed for steep overhangs. These are removed after printing, with some Materiály rozpustitelné ve vodě nebo jiných roztocích .

FDM 3D tiskárny nabízejí širokou škálu strojů pro fandy, malé podniky a výrobce (zdroje: kreacita, raise3d, stratasys) .

2. 3 D Bioprinting

3D bioprinting je podobný tradičnímu 3D tisku, ale použité materiály jsou výrazně odlišné .

3D bioprinting, or bio 3D printing, is an additive manufacturing process that combines organic or biological materials, such as living cells and nutrients, to create natural three dimensional tissue like structures. It can produce anything from skeletal tissue and blood vessels to living tissue. It's used in various medical research and applications, like tissue engineering, drug testing and development, and innovative Regenerativní terapie medicíny . Skutečná definice 3D bioprintingu se stále vyvíjí . v podstatě funguje podobně jako FDM 3D tisk a spadá do kategorie vytlačování materiálu (i když extruze není jedinou metodou bioprintingu) .}}}}}}.}}..}..

Ve 3D bioprintingu je materiál (bio inkoust) extrudován z jehly k vytvoření tiskových vrstev . Bio inkoustů se skládá hlavně z živých látek, jako jsou buňky v nosném materiálu . Například kolagen, hyalunové kyseliny, hedvábná, alginát nebo nanocelulóza poskytující molekulární růst a živinu, a nanocelul a nanocelulóza a nanocelul a nanocelul a nanocelul. Podpora .

3. Konstrukce 3D tisk

Konstrukce 3D tisk

Konstrukce 3D tisk je rychle rostoucí podél extruze materiálu . Technika zahrnuje použití nadměrných 3D tiskáren (obvykle až desítek metrů vysokých), aby vytlačily stavební materiály, jako je beton z trysky . Tyto stroje, které se obvykle mají podobu pevnin nebo robotické systémy . 3}} d výtisky, které jsou nyní použity, jsou uvedeny v podobě a robotických ramenových systémech {{4} od vodních jamek po stěny . Někteří vědci tvrdí, že by mohl výrazně transformovat stavební průmysl snížením pracovních potřeb a stavebního odpadu .

V USA a Evropě jsou desítky 3D tištěných domů . Vývoj 3D konstrukční technologie probíhá k používání materiálů na Měsíc a Mars k vytváření stanovišť pro budoucí expedice . Tisk s místní půdou, jako je udržitelnější konstrukční metoda, také získává pozornost . .

3D tisk 3D nebo fotopolymerizace používá světlo k selektivně léčbu kapalinové pryskyřice . Po vyléčení každé vrstvy se stavební platforma mírně posune ({2}} mm) a proces se opakuje, dokud není objekt dokončen {. Poté se vyčistí a posiluje se pro jeho mechanickou vlastnost

Mezi běžné formy tohoto procesu patří stereolitografie (SLA), zpracování digitálního světla (DLP) a displej s kapalným krystalem (LCD)/maskované SLA (MSLA) .

Polymerace kbelíku používá světlo k ztvrdnutí fotosenzitivní pryskyřičné vrstvy po vrstvě .

Někteří výrobci 3D tiskárny, zejména ti, kteří vyrábějí stroje profesionální třídy, vyvinuli jedinečné, patentované varianty fotopolymerizace . Od této chvíle jsou na trhu viditelné různé pojmenované technologie . uhlík, průmyslový výrobce tiskárny, která je ve své tvorbě séristického programu), jeho tvůrci, která je na názvy třpytivá), zaměstnává její tvůrci, která je na názvu své tvorby, která je na základě názvu. Fotopolymerizace (P3), FormLabs nabízí stereolitografii s nízkou silou (LFS) a Azul 3D první komercializovaná fotopolymerace DPH ve formě rychlého tisku s vysokou plochou (HARP) . Trh má také litografii založenou na kovových výrobě (LMM), projekční micro stereolity (PμSL) a digitální kompozitní) a digitální konzolační (dcm), které zavádí), které zavádí (LMM), která zavádí (LMM), která zavádí (LMM), která zavádí. Aditivy do tekuté pryskyřice .

Typy technologií 3D tisku: stereolitografie (SLA), displej z tekutých krystalů (LCD), zpracování digitálního světla (DLP), mikro stereolitografie (μSLA) atd. .
Materiály: Fotopolymery (castiable, transparentní, průmyslové, biokompatibilní atd. .)
Rozměrová přesnost: ± 0,5% (dolní limit ± 0,15 mm nebo 5nm s μSLA)
Běžné aplikace: Prototypování a koncové používání polymerních dílů, šperků, stomatologie, spotřebních produktů
Výhody: hladké povrchy, jemné detaily

1 stereolitografie (SLA)

Stereolitografie (SLA) Příklady z 3D systémů, DWS a FormLabs .

Stereolitografie (SLA), první 3D tisková technologie na světě, byla vynalezena Chuck Hull v 1986. Patentoval ji a nastavil 3D systémy, aby ji komercializoval ., nyní ji používají prostřednictvím mnoha 3D výrobců tiskárny .

SLA používá laser k zpevnění pryskyřičných vrstev . Většina SLA tiskáren používá lasery s pevným stavem . Ve srovnání s DLP, bodový laser Sla's Laser, ale Sla's Laser, ale Sla's Laser dokáž Need .

Mikro - stereolitografie (μSLA)

Může tisknout komponenty mikro - měřítko s rozlišením 2 - 50 mikronů . Pro srovnání, lidské vlasy průměrují 75 mikronů ve šířce . jako „micro 3d tisk“ Technologie, μsla vystavuje tekuté pryskyřice na památky, které se liší, a se speciálními resiny, a insceos in in ins insnuls a lys in in ins insnuls a li μsla. Vytvořte extrémně malé ohniskové body .
 

Nanoscribe a Microlight3D jsou dva přední výrobci dvou - fotonových polymerace (TPP) 3D tiskárny (zdroje: nanoscribe, microlight3d) .

Dva - fotonové polymerace (TPP)

2pp, je další mikro - 3 d tiskové technologie a forma SLA . pomocí pulzních femtosecond laserů zaměřených na místo v kádě speciální pryskyřice, TPP může tisknout díly jako 0 .} 1 Mikros na tomto místě (3p tps Plays) a stavící se a sestavení a tpp tvůrci (3d tph prény) a stavíme a sestaví) a stavění) a stavíme a sestavíte a stavíte na TPP a stavíte (3d mikrofiny) a stavíme. Vrstva dílů podle vrstvy . Používá se ve výzkumu, lékařských aplikacích a mikroponentních výrobě, jako jsou mikro - elektrody a optické senzory.
 

2 Digitální zpracování světla (DLP)

DLP 3D tisk používá projektor digitálního světla k blikání obrazu každé vrstvy na pryskyřici najednou (nebo vícekrát pro větší části) . častější než SLA, DLP je efektivní pro produkci větších částí v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži v jedné šarži je složeným čtvercovému, protože formová fólie, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formovaní, formování, formování, formování, které je složeno, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, formová, která je složena, formová, formát, protože se skládá na čtvercové, formát. Voxels . Světlo je promítnuto na pryskyřici přes LED obrazovky nebo UV světla, s digitálním mikromirror zařízením (DMD) směřující světlo na povrch sestavení .

Moderní projektory DLP používají tisíce mikrometrů - velikosti LED jako zdroje světla, individuálně ovládané pro zvýšení xy rozlišení . DLP 3d tiskárny se významně liší v závislosti na energii světelného zdroje, kvality DMD a dalších komponent, s cenami od 300 $ na více než 200 $, 000.}}}}}}}}}}}}}}}

V tisku DLP "nahoře - dolů" je světelný zdroj na vrcholu tiskárny a zářící dolů na pryskyřici . Tyto tiskárny blikají obrázek shora, vyléčenou vrstvu a ponoří vyléčenou vrstvu zpět do vany . Recoater na nejvyšší pohyby na předložku na novou lanu jako novinou lanu na novou lanu jako novinou laytu jako novinou lanu jako novinou layer, aby vytvořila novou lanu jako novinou lanu. lowers. Manufacturers claim this method, which doesn't fight gravity, produces more stable results for larger parts. Conversely, "bottom - up" DLP printers have limited weight capacity for hanging parts from the build plate. The resin vat supports the print during "top - down" printing, reducing the need for support structures.

Projekce mikro - stereolitografie (PμSL)
 

Jako jedinečný typ fotopolymerizace DPH je PμSL podkategorie DLP a mikro - 3 d - Tisková technologie . Používá UV světlo z projektoru k vyléčení speciálně formulovaných rezinových vrstev {}} s 2 - {4} {4}5 -}}}}}}}}}}}}}. Technika se vyvíjí díky své nízké náklady, přesnosti, rychlosti a všestrannosti materiálu (polymery, biomateriály, keramika) . Ukazuje potenciál v mikrofluidice, tkáňovém inženýrství, mikro -optice a biomedicínských mikro -zařízeních .}}}}}.}}.}

Litografie - výroba kovů (LMM)

Another DLP - related technology, LMM creates tiny metal parts for surgical tools and micro - mechanical components. In LMM, metal powder is dispersed in photopolymer resin and selectively solidified via blue - light projector exposure. After printing, the polymer is removed, leaving a debinded, metallic part that's sintered in a furnace. Feedstock materials Zahrňte nerezovou ocel, titan, wolfram, mosazi, měď, stříbro a zlato .

Micro - Metal 3D tištěná část vyrobená pomocí technologie LMM na tiskárně IncUS 3D .

LCD, nebo MSLA, je jako DLP, ale místo DMD používá obrazovku LCD, díky čemuž jsou tiskárny dostupnější . LCD určuje potiskem zrna, fixaci xy přesnost . Na rozdíl od jediného světelného zdroje DLP je SHIFT s průmyslovým potiškem 3CD IS IS SHIFS TISN IS. Použijte .

LCD může tisknout rychleji než SLA v některých případech kvůli expozici celé vrstvy . Díky nízkým jednotkovým nákladům LCD je oblíbená pro rozpočtovou stolní pryskyřici . Používá se také profesionálně, přičemž někteří průmysloví výrobci 3D tiskárny tlačí své limity a dosahují působivých výsledků .

Powder Bed Fusion (PBF) is a 3D printing process where a heat source selectively melts powder particles (plastics, metals, or ceramics) in a build area, creating solid objects layer by layer. In PBF 3D printers, a thin layer of powder is spread over the build bed, usually via a blade, roller, or wiper. Energy from a laser melts specific points Na vrstvě prášku . Poté je nanesena a fúzována další prášková vrstva a fúzována k předchozímu . Tento proces se opakuje, dokud není vytvořen celý objekt, s nevyužitým práškem a obklopujícím konečný produkt .

Komplexní průvodce po 7 hlavních 3D tiskových technologiích a jejich aplikacích (SEO optimalizováno)

As additive manufacturing (3D printing) technologies continue to mature, more industries are adopting various printing methods to meet the demands for complex structures, high-performance materials, and small-batch customization. This article explores seven mainstream 3D printing technologies-PBF, SLS, LPBF, EBM, Material Jetting, DED, and Binder Jetting-to help businesses and researchers choose and apply the right Metody .

1. Technologie práškové lože (PBF)

PBF umožňuje produkci vysoce pevných, odolných a odolných dílů, běžně používaných ve spotřebních výrobcích, průmyslových nástrojích a funkčních komponentách .

Běžné materiály: plastový prášek, kovový prášek, keramický prášek
Rozměrová přesnost: ± 0,3% (minimálně ± 0,3 mm)
Reprezentativní technologie:
SLS (Selektivní laserové slinování)
LPBF (fúze laserového prášku)
EBM (tání elektronového paprsku)

 1.1 Selektivní laserové slinování (SLS)

SLS používá laser k polymerním práškům Sinter (E . G ., Nylon PA12) Vrstva po vrstvě, která vyžaduje žádné podpůrné struktury . Je ideální pro duté a složité návrhy, které jsou velmi používány ve funkčních částech, malé osudové modelování a lékařské modely a lékařské modelování a lékařské modely a lékařské modely.}}.....

 1.2 Mikro Selektivní laserové slinování (μsls)

μsls je vhodný pro vysoce přesné struktury mikro kovů s rozlišením pod 5 μm, používanými při výrobě elektronických mikro-složek .

 1.3 Fusion laserového prášku (LPBF)

LPBF primárně tiskne kovové komponenty, jako jsou slitiny titanu, nerezová ocel a slitiny na bázi niklu . jeho vysoce výkonné prostředí laseru a inertního plynu zajišťují hustotu dílu a mechanický výkon, běžně používané v letectví, lékařských a průmyslových aplikacích .

 1,4 tání elektronového paprsku (EBM)

EBM používá elektronní paprsek k slinovanému kovovému prášku ve vakuu, vhodné pro vodivé a reflexní materiály, jako je měď a titan . prostředí s vysokou teplotou sestavení snižuje zbytkové napětí, ideální pro ortopedické implantáty a lopatky turbíny .

Vklady materiálového tryskání fotocitlivé pryskyřice nebo vosku založeným na kapičce, což umožňuje tisk s vysokým rozlišením, multi-materiálem a plně barevným tiskem .
Běžné materiály: Photopolymerová pryskyřice, vosk, kompozity
Rozměrová přesnost: ± 0,1 mm
Podtypy:
M-Jet (tryskání polymerního materiálu)
NPJ (nanočástice)
M-Jet se používá v automobilovém, lékařském a průmyslovém designu prototypováním s vícebarevným, multimateriálním výstupem . NPJ cíle přesné depozice kovových a keramických nanočásticových inkoustů pro komplexní výrobu kovových dílů .

Jetting Binder kombinuje technologie prášku a inkoustové technologie tím, že uloží vazebné činidlo na práškovou postel, vrstvu po vrstvě, aby vytvořila 3D struktury .
Běžné materiály: kov, keramika, písek, polymery
Rozměrová přesnost: ± 0,2 mm (kov) nebo ± 0,3 mm (písek)
Varianty:
Kovové pořadatelské trysky
Polymerní pořadač trysky
Pískové pořadatelské trysky

Tato technologie nevyžaduje žádné podpůrné struktury a nabízí vysokou efektivitu výroby, vhodné pro výrobu barevných prototypů a funkčních kovových částí . Kovové části obvykle podléhají debrindingu a slinování následného zpracování pro zvýšení mechanické síly .

DED používá laserové, obloukové nebo elektronové paprsky k roztavení a ukládání kovových vodičů nebo prášků, ideální pro tisk velké struktury a opravu komponent .

Materiály: nerezová ocel, slitina titanu, slitina niklu
Rozměrová přesnost: ± 0,1 mm
Typické podtypy:
Laser ded (L-ded)
Elektronový paprsek ded
WAAM na bázi oblouku (výroba aditiv drátu)
Studený sprej

DED je široce aplikován v letectví, energii a těžkém průmyslu pro opravu dílů a rozsáhlé výroby .
 

Laminované stohy vrstev papíru, polymeru nebo kovových listů a používá lasery nebo řezací nástroje pro tvarování, ideální pro rychlou výrobu nefunkčních prototypů .
Běžné materiály: papír, polymery, kovové fólie
Rozměrová přesnost: ± 0,1 mm
Výhody: Multi-materiální kombinace, rychlá výroba

Nevýhody: vysoký odpad materiálu, nižší přesnost

MJF, vyvinutá společností HP, kombinuje depozice prášku s aplikací fúzních a detailních látek a poté používá infračervené vytápění pro tání selektivního materiálu .

Materiály: Termoplasty, jako je nylon a polypropylen
Aplikace: průmyslové díly, funkční prototypy, zdravotnické prostředky
Výhody: Rychlý tisk, žádné podpůrné struktury, recyklovatelný prášek

Studený sprej: Spojuje kovový prášek bez vytápění, ideální pro rychlou výrobu aditiv .
Molten DED: Vklady Liquid Metals (E . G ., Aluminum), potenciálně pomocí recyklovaných materiálů .
Aditivní výroba na bázi kompozitu (CBAM/SLCOM): Kombinuje uhlíkové vlákno nebo skleněné vlákno pro vysoce pevné strukturální části .
VLM (Viskózní litografie): Umožňuje multimateriální kombinace na transparentním filmu s snadno vyjímatelnými podpůrnými strukturami .

Závěr

3D tisk přetváří výrobní krajinu a nabízí bezkonkurenční flexibilitu a design svobody-od hromadné výroby pro personalizované přizpůsobení . porozuměním těchto sedmi mainstreamových aditivních výrobních procesů, firmy a inženýři si mohou vybrat nejvhodnější 3D tiskové řešení na základě materiálových potřeb, strukturální složitosti a rozpočtu .