7 типов аддитивного производства: руководство для инженеров

Если вы когда-либо пытались разобраться в мире 3D-печати, вас наверняка захлестнула волна аббревиатур: FDM, SLA, SLS, DMLS, MEX, VPP, PBF… Это запутанный ландшафт, где переплетаются маркетинговые термины и технические стандарты. Что они все означают? Как они связаны? И какая из них подходит для вашего проекта?

Вот быстрый ответ, который вы ищете. Согласно официальному заявлению Стандарт ASTM F42 / ISO 17296Существует ровно семь категорий аддитивного производства (АП). Каждая технология 3D-печати, представленная на рынке, относится к одному из этих семейств:

1. Ванной фотополимеризации (ВФП)
2. Материал Экструзия (МЕКСИКА)
3. Fusion с порошковым покрытием (PBF)
4. Струйная обработка материалов (MJT)
5. Струйное нанесение связующего (BJT)
6. Направленное депонирование энергии (DED)
7. Ламинирование листов (SHL)

Проблема в том, что простое перечисление не объясняет глубоких различий в принципах работы, используемых материалах и решаемых задачах. Понимание этих семи семейств — ключ к тому, чтобы из любителя стать профессионалом, способным стратегически выбирать правильный инструмент для работы.

At RM (Быстрое производство)Мы работаем с этими технологиями каждый день. Для нас это не просто список, это наш инструментарий. В этом подробное руководствоМы развеем все мифы о мире. Мы объясним каждый из семи типов АМ, рассмотрим общие технологии, используемые в них, и дадим вам практические знания, которые помогут понять, почему деталь может быть напечатана с помощью лазерной смолы, а другая – изготовлена сварка металла порошок.

Почему 7 типов? Официальная система ASTM

Прежде чем мы углубимся, важно понять почему Эта структура существует. Годами индустрия 3D-печати напоминала Дикий Запад. Компании придумывали собственные маркетинговые термины для своих процессов, что приводило к огромной путанице. Чтобы навести порядок в этом хаосе, ASTM International, всемирно признанная организация по стандартизации, сформировала Комитет F42 по технологиям аддитивного производства.

Они создали систему, которая игнорирует названия брендов и фокусируется на фундаментальной физике процесса.как материал соединяется вместе, чтобы сформировать детальВот почему это золотой стандарт для инженеров. Он объединяет технологии, работающие схожим образом, а значит, у них часто есть схожие сильные и слабые стороны.

Давайте начнем наш глубокое погружение.

Фотополимеризация в ванне (VPP): отверждение жидкости в твёрдые вещества

Фотополимеризация в ванне — один из старейших и самых точных видов 3D-печати. ​​Если ваша главная цель — добиться мельчайших деталей и чистота поверхности который выглядит почти как литой под давлением, то вам стоит начать с VPP.

Основная концепция: легкий как долото

Представьте себе неглубокую ёмкость («чан»), наполненную специальным жидким пластиком, называемым фотополимерной смолой. Эта смола обладает уникальным свойством: она остаётся жидкой до тех пор, пока не подвергнется воздействию ультрафиолетового (УФ) света определённой длины волны, после чего мгновенно затвердевает («отверждается»). Технологии VPP используют этот принцип, используя высокоточный источник света для «рисования» формы слоя на поверхности смолы, застывая. Этот процесс повторяется, слой за слоем, пока из жидкости не получится твёрдый объект.

Процесс шаг за шагом

Несмотря на то, что существуют различные машины VPP, все они следуют схожему рабочему процессу:

1. инициализации: Платформа для печати опускается в ванну с фотополимерной смолой, оставляя небольшой точный зазор между платформой и дном ванны — толщиной в один слой.
2. Отверждение: Контролируемый источник УФ-излучения выборочно освещает смолу в форме первого поперечного сечения детали. Облучённая смола затвердевает.
3. Изменение слоя: Платформа для печати перемещается вверх (или вниз в некоторых машинах) на высоту одного слоя, позволяя свежему слою жидкой смолы затекать в зазор.
4. Репетиция: Процесс повторяется: источник света отверждает каждый последующий слой и сплавляет его с нижним, пока вся деталь не будет готова.
5. Постобработка: После завершения печати деталь вынимается из ванны, с неё стекает лишняя смола. Её необходимо промыть химическим раствором (обычно изопропиловым спиртом), а затем полностью затвердеть в УФ-камере для достижения окончательного результата. свойства материала.

Ключевые технологии в рамках VPP

• Стереолитография (SLA): Это оригинальная технология VPP. Она использует один луч ультрафиолетового лазера, направляемый зеркалами (гальванометрами), для отслеживания геометрии каждого слоя. Технология невероятно точна, но может быть медленнее, поскольку лазеру приходится рисовать каждую линию отдельно.
• Цифровая обработка света (DLP): Вместо лазера DLP использует цифровой проектор для одновременной проекции изображения всего слоя, как слайда в слайд-шоу. Это гораздо быстрее, чем SLA, особенно для больших монолитных деталей, поскольку сложность слоя не влияет на время отверждения.
• Маскированный SLA (MSLA или LCD): Эта технология сделала высокоразрешающую фотополимерную печать доступной широким массам. Она использует мощную УФ-светодиодную матрицу в качестве подсветки, которая «маскируется» ЖК-дисплеем, отображающим форму слоя. ЖК-дисплей действует как трафарет, пропуская свет только туда, где должна располагаться деталь. Это экономичный и очень быстрый метод.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Жидкие фотополимерные смолы. Они представлены в огромном ассортименте, включая стандартные смолы, прочные/стойкие смолы (имитирующие АБС), гибкие смолы (имитирующие резину) и литейные смолы для ювелирного производства.
• Плюсы: Непревзойденная детализация и точность; невероятно гладкая поверхность; идеально подходит для сложных и замысловатых геометрических форм.
• Минусы: Детали могут быть хрупкими; требуют сложной последующей обработки (промывки и отверждения); свойства материала могут ухудшаться при длительном воздействии УФ-излучения.
• Лучшие приложения: Высокоточное прототипирование, стоматологические и медицинские модели, шаблоны для литья ювелирных изделий, настольные миниатюры и любые другие приложения, где точные характеристики имеют первостепенное значение.

Экструзия материалов (MEX): строительство с использованием нитей

Это, безусловно, самый распространённый и узнаваемый вид 3D-печати. ​​Если вы видели настольный 3D-принтер в школе, библиотеке или мастерской друга, он почти наверняка использует экструзию материалов.

Основная концепция: высокотехнологичный пистолет для горячего клея

Принцип работы MEX невероятно прост. Длинная и тонкая нить твёрдого пластика (филамент) подаёт с катушки в нагретую печатающую головку (экструдер). Печатающая головка расплавляет пластик до полужидкого состояния и выдавливает его через крошечное сопло. Машина перемещает это сопло по точной траектории, нанося тонкую каплю расплавленного пластика, который охлаждается и затвердевает практически мгновенно. Этот процесс повторяется слой за слоем, при этом каждый новый слой сплавляется с предыдущим.

Процесс шаг за шагом

1. Загрузка: Катушка с термопластичной нитью загружается в принтер. Конец нити подается в экструдер.
2. Обогрев: «Горячий конец» экструдера нагревается до определенной температуры плавления используемого пластика (например, ~210°C для PLA, ~245°C для ABS).
3. Экструзия: Портальная система машины перемещает печатающую головку по осям X и Y, в то время как экструдер проталкивает нить через горячее сопло, нанося первый слой на рабочую пластину.
4. Маскировка: После завершения слоя рабочая пластина перемещается вниз (или портал перемещается вверх) вдоль оси Z на высоту одного слоя.
5. Репетиция: Процесс повторяется до тех пор, пока сотни или тысячи слоев не будут наложены друг на друга, образуя конечный объект.

Ключевые технологии в Мексике

• Моделирование методом плавления (FDM): Этот термин зарегистрирован компанией Stratasys, которая изобрела эту технологию в 1980-х годах. Он часто используется для обозначения промышленных машин MEX.
• Изготовление методом сплавления нитей (FFF): Когда в 2000-х годах срок действия патентов на FDM начал истекать, движение RepRap, сторонники открытого исходного кода, приняло термин FFF для обозначения того же процесса. Сегодня термин «FFF» обычно используется для настольных и потребительских принтеров, тогда как «FDM» часто ассоциируется с высокопроизводительными промышленными системами, но функционально это один и тот же процесс.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Обширная и постоянно растущая библиотека термопластичных нитей. Это одно из главных преимуществ MEX. Распространенные материалы включают PLA (легко печатать, биоразлагаемый), ABS (прочный, термостойкий), PETG (прочный, безопасен для пищевых продуктов) и TPU (гибкий). Промышленные машины могут печатать с использованием высокопроизводительных инженерных решений полимеры, такие как PEEK, PEKK и Ultem, обладающие невероятной прочностью и химической стойкостью.
• Плюсы: Очень низкие первоначальные затраты; широкий спектр материалов с разнообразными свойствами; машины просты, надежны и удобны в эксплуатации; производят прочные, функциональные детали.
• Минусы: Всегда присутствуют видимые линии слоев, что приводит к более шероховатой отделке поверхности; более низкому разрешению и точности размеров по сравнению с VPP; прочность детали анизотропна (слабее по оси Z, между слоями).
• Лучшие приложения: Быстрое прототипирование, вспомогательные средства для производства (кондукторы, приспособления и инструменты), архитектурные модели, функциональные детали конечного использования, не требующие идеальной отделки поверхности, и любительские проекты.

Во-первых часть нашего руководстваМы изучили основополагающие технологии 3D-печати: отверждение жидких смол светом (ванная фотополимеризация) и экструзия расплавленных нитей (экструзия материалов). Теперь мы отходим от жидкостей и нитей и переходим к порошкам. Следующие два семейства, Powder Bed Fusion и Binder Jetting, — настоящие рабочие лошадки промышленной 3D-печати, способные создавать всё: от сложных нейлоновых прототипов до готовых к полёту титановых компонентов.

Powder Bed Fusion (PBF): сплавление порошков с помощью лазеров и лучей

Если экструзия материала является наиболее общий Форма 3D-печати, Powder Bed Fusion, пожалуй, самая преобразующей Для профессионального применения. Это семейство технологий открывает возможность создания высокотехнологичных деталей без опор из прочных материалов. конструкционные пластмассы, и высокопроизводительные металлы.

Основная концепция: высокоэнергетическая прецизионная сварка

Представьте себе камеру построения, заполненную идеально гладким, плоским слоем микроскопического порошка — полимера или металла. Затем на слой порошка с предельной точностью направляется мощный источник энергии, лазер или электронный луч. Эта энергия выборочно сканирует форму первого слоя детали, расплавляя или спекая частицы порошка и соединяя их в сплошную массу. Затем слой слегка опускается, по поверхности наносится новый слой порошка, и процесс повторяется, слой за слоем формируя объект в слое порошка.

Ключевое преимущество этого метода заключается в том, что окружающий несплавленный порошок действует как естественная опорная структура. Это позволяет создавать невероятно сложные геометрические формы и взаимосвязанные детали, которые было бы невозможно изготовить с помощью VPP или MEX без плотной сети опорных структур, которые впоследствии пришлось бы удалять.

Процесс шаг за шагом

1. Приготовление: Камера построения нагревается до температуры чуть ниже плавление материала Это снижает термическую нагрузку и облегчает источнику энергии плавление порошка. Для химически активных металлов, таких как титан, камера также заполняется инертным газом (например, аргоном) для предотвращения окисления.
2. Нанесение порошка: Наносящее лезвие или валик тонким, точным слоем наносит порошок из резервуара на платформу для нанесения покрытия.
3. Фьюзинг: Источник энергии (лазерный или электронный луч) выборочно сканирует поперечное сечение детали, сплавляя частицы порошка в сплошной слой.
4. Снижение: Платформа для сборки опускается на высоту одного слоя.
5. Репетиция: Устройство для повторного нанесения покрытия наносит новый слой порошка, и процесс повторяется до тех пор, пока детали не будут полностью сформированы и заключены в слой порошка.
6. Перезарядка и прорыв: Вся рабочая камера должна медленно остывать (иногда в течение многих часов), чтобы предотвратить деформацию. После остывания рабочая платформа снимается, и детали извлекаются из окружающего их порошкового слоя в процессе, называемом «выламыванием».
7. Постобработка: Детали очищаются от излишков порошка (который часто подлежит переработке) с помощью щёток и сжатого воздуха или абразивоструйной обработки. Металлические детали, как правило, остаются прикреплёнными к рабочей платформе и должны быть отрезаны, а также могут потребовать дальнейшей термообработки или финишной обработки поверхности.

Ключевые технологии PBF

• Селективное лазерное спекание (СЛС): Это основной процесс PBF для пластиков. Он использует CO2-лазер для спекания (нагрева частиц до склеивания их поверхностей без полного расплавления) полимерных порошков, чаще всего нейлона (ПА11, ПА12). RMМы используем технологию SLS для производства прочных, функциональных прототипов и конечных деталей, таких как корпуса и быстроразъемные узлы, обладающие свойствами, аналогичными свойствам деталей, полученных литьем под давлением.
• Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) / селективное лазерное плавление (SLM): Эти два термина описывают процесс обработки металлов и часто используются взаимозаменяемо, хотя существует небольшое техническое различие. В обоих методах для сплавления металлических порошков используется мощный волоконный лазер. DMLS технически спекает частицы, в то время как SLM полностью расплавляет их, превращая в однородную жидкую массу. На практике современные машины обеспечивают полное расплавление, создавая детали с плотностью более 99.9%. Эта технология меняет правила игры в создании лёгких, оптимизированных металлических деталей для аэрокосмической промышленности, медицинских имплантатов и высокопроизводительных автомобильных деталей.
• Электронно-лучевая плавка (ЭЛП): Разработанный компанией Arcam (теперь частью GE Additive), метод электронно-лучевой сварки (ЭЛП) использует электронный луч вместо лазера. Этот метод имеет несколько ключевых отличий: процесс должен происходить в вакууме и при значительно более высоких температурах. В результате получаются металлические детали, практически полностью свободные от внутренних напряжений, характерных для деталей, изготовленных методом DMLS/SLM, что делает его идеальным для изготовления деталей из медицинского титана и компонентов аэрокосмической техники.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Широкий спектр конструкционных материалов. Для пластиков: в первую очередь, нейлоны (ПА11, ПА12), часто наполненные стекловолокном или углеродным волокном для повышения прочности. Для металлов: алюминиевые сплавы, Нержавеющая сталь, титановые сплавы, инконель (суперсплав) и кобальт-хром.
• Плюсы: Отличные механические свойства; возможность создания сложнейших геометрических форм без опор; высокая производительность, поскольку вся область построения может быть заполнена деталями («вложенность»).
• Минусы: Высокие затраты на оборудование и материалы; более грубая отделка поверхности, чем у VPP; требуется длительное время на последующую обработку и охлаждение.
• Лучшие приложения: Функциональные прототипы, сложные воздуховоды, приспособления и арматура, медицинские имплантаты, легкие кронштейны для аэрокосмической промышленности и мелкосерийное производство сложных деталей конечного назначения.

Струйное нанесение связующего (BJT): клеевые порошки для массового производства

Технология Binder Jetting работает по тому же принципу, что и PBF — создание деталей в слое порошка, — но использует совершенно другой механизм сплавления. Вместо нагревания Binder Jetting использует жидкое связующее вещество, по сути, высокотехнологичный клей, для соединения частиц порошка. Это отличие — ключ к пониманию того, почему BJT готова стать технологией массового производства.

Основная концепция: струйный 3D-принтер для порошков

Представьте себе замену бумаги в струйном 2D-принтере на слой ультратонкого металлического или песчаного порошка. Промышленная печатающая головка, очень похожая на струйную, перемещается по слою порошка, выборочно нанося микрокапли жидкого связующего вещества на участки, из которых будет формироваться деталь. Связующее вещество впитывается в порошок, связывая частицы. Стол опускается, наносится новый слой порошка, и процесс повторяется.

Детали, полученные на этом этапе, находятся в хрупком, «сыром» состоянии. Они имеют форму конечного объекта, но удерживаются вместе только связующим веществом. Чтобы стать прочными и функциональными, они должны пройти значительную постобработку (спекание).

Процесс шаг за шагом

1. Нанесение порошка: Валик для повторного нанесения наносит тонкий слой порошка на платформу для нанесения покрытия.
2. Нанесение связующего: Печатная головка струйного типа перемещается по платформе, точно нанося капли связующего вещества для формирования слоя.
3. Маскировка: Платформа для печати опускается, и наносится новый слой порошка.
4. Репетиция: Процесс продолжается до тех пор, пока детали не будут готовы и покрыты несвязанным порошком.
5. Обеспыливание: «Зеленые» части осторожно извлекаются из порохового слоя.
6. Спекание: Это решающий этап. Сырые детали помещают в высокотемпературную печь. Связующее вещество выжигается, а частицы порошка нагреваются до температуры чуть ниже точки плавления, в результате чего они сплавляются в плотное, твёрдое тело. В ходе этого процесса детали значительно и предсказуемо усаживаются.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Металлы (Нержавеющая сталь очень распространен), песок (для создания литейных форм) и керамика.
• Плюсы: Чрезвычайно быстрый процесс печати (без нагревания); более низкая стоимость по сравнению с PBF; возможность очень большого объема производства, что позволяет конкурировать с традиционными методами, такими как металлизация. Литье под давлением (МИМ).
• Минусы: Требует значительного, многоэтапного рабочего процесса постобработки; готовые детали имеют более низкую плотность и механические свойства, чем детали из PBF; управление усадкой деталей во время спекания может оказаться сложной задачей.
• Лучшие приложения: Крупносерийное производство мелких сложных металлических деталей; создание крупных песчаных форм и стержней для литейной промышленности; декоративная фурнитура и потребительские товары.

В первых двух частях нашего полного руководства мы рассмотрели основные технологии, определяющие современную 3D-печать. Мы начали с точности светоотверждаемых смол (фотополимеризация в ванне) и повсеместного распространения печати филаментами (экструзия материалов). Затем мы углубились в промышленные технологии, изготавливающие детали из порошковых материалов: высокопрочные возможности технологии Powder Bed Fusion и потенциал массового производства технологии Binder Jetting.

Завершаем наше исследование, изучив последние три официальные категории. Они часто представляют собой более специализированные технологии, каждая из которых решает уникальные инженерные задачи: от создания гиперреалистичных полноцветных моделей до ремонта многомиллионных компонентов аэрокосмической техники.

Струйная печать материалов (MJT): сверхреалистичное прототипирование

Технология струйной печати материалов (Material Jetting) в 3D-печати играет ту же роль, что и высококлассный струйный цветной принтер в 2D-печати. ​​Эта технология создана для одной главной цели: создания деталей с потрясающей реалистичностью изображения, сверхтонкой детализацией и исключительно гладкой поверхностью. Кроме того, это единственная технология, позволяющая легко печатать несколькими материалами и полным спектром цветов за один проход.

Основная концепция: струйное распыление и мгновенное отверждение

Представьте себе промышленную печатающую головку с сотнями крошечных сопел, похожую на 2D-принтер. Вместо чернил эта печатающая головка распыляет микроскопические капли жидкого фотополимера (светочувствительной смолы) на платформу печати. ​​По мере осаждения этих капель источник ультрафиолетового света, встроенный в печатающую головку, мгновенно их отверждает, превращая жидкость в твёрдый пластиковый слой.

Процесс повторяется, создавая объект тонким слоем затвердевших капель за раз. Истинное волшебство MJT заключается в возможности использования нескольких печатающих головок, каждая из которых распыляет свой материал. Это позволяет наносить различные базовые смолы (например, жёсткий непрозрачный материал и гибкий прозрачный материал) в определённые места одного слоя. Смешивая эти капли до их затвердевания, машина может создавать «цифровые материалы» с широким спектром промежуточных свойств, таких как различные оттенки цвета, градиенты прозрачности или различные значения твёрдости по Шору, — и всё это в рамках единой монолитной детали.

Процесс шаг за шагом

1. Подготовка файла: Подготавливается 3D-модель, в которой для различных тел и граней в файле САПР назначаются определенные материалы или цвета.
2. Струйная подача и отверждение материала: Печатная головка перемещается по рабочей платформе, распыляя капли фотополимера в соответствии с инструкциями цифрового файла.
3. Мгновенное затвердевание: Встроенная УФ-лампа практически мгновенно отверждает наносимый материал.
4. Маскировка: Платформа для сборки опускается, и процесс повторяется для следующего слоя.
5. Генерация поддержки: Поскольку детали изготавливаются из жидкости, для MJT требуется поддерживающая структура. Обычно это гелеобразный растворимый материал, который наносится струей вместе с основным материалом модели и легко удаляется при постобработке.
6. Удаление поддержки: После завершения печати деталь помещают на станцию ​​очистки, где гелеобразный материал поддержки удаляется струей воды или путем растворения в растворе, оставляя идеально гладкую поверхность.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Широкий ассортимент УФ-отверждаемых фотополимеров (смол на основе акрила). Они разработаны для имитации различных инженерных пластиков (например, АБС-пластика, полипропилена) и эластомеров (резиноподобных) и доступны в широком спектре цветов и степеней прозрачности.
• Плюсы: Непревзойденная отделка поверхности и реалистичность; возможность полноцветной печати с использованием различных материалов; чрезвычайно высокая точность размеров; легкое удаление поддержек.
• Минусы: Детали часто хрупкие и имеют более низкие механические свойства, чем детали, изготовленные из PBF или MEX; материалы могут быть чувствительны к УФ-излучению и со временем могут разрушаться; высокие затраты на оборудование и материалы.
• Лучшие приложения: Ультрареалистичные модели внешнего вида для потребительских товаров; анатомические модели для хирургического планирования; приспособления и зажимы, требующие мягких на ощупь поверхностей; низкоскоростные литьевые формы для прототипирования.

Направленное энергетическое нанесение (DED): добавка для ремонта и больших конструкций

Направленное энергетическое осаждение (DED) — это принципиально новый подход к аддитивному производству. В то время как предыдущие технологии создавали детали с нуля в ограниченном объёме, DED — это процесс, работающий «на открытом воздухе», часто используемый для добавить Материалы для существующих компонентов или для создания очень крупных конструкций. Представьте это не как принтер, а как высокоточный роботизированный процесс сварки или наплавки.

Основная концепция: сплавление материала в точке осаждения

В системе DED многокоординатный роботизированный манипулятор направляет сопло на целевую поверхность. Сопло одновременно распыляет поток материала — металлического порошка или проволоки — и направляет мощный источник энергии — обычно лазер, электронный луч или плазменную дугу — в ту же точку. Источник энергии создаёт небольшую расплавленную ванну на целевой поверхности, в которую подается исходный материал, расплавляясь и сплавляясь с подложкой. Роботизированный манипулятор движется по заданной траектории, формируя слой материала. Накладывая эти слои, он может создавать сложные формы, добавлять элементы или ремонтировать изношенные поверхности.

Поскольку процесс не ограничивается порошковой камерой, машины DED могут создавать очень большие детали, ограниченные только радиусом действия роботизированной руки.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Почти исключительно металлы, часто в виде проволоки или порошка. Распространенные материалы включают титановые сплавы, инконель, нержавеющую сталь и различные инструментальные стали.
• Плюсы: Возможность создания очень крупных деталей; высокая скорость осаждения материала; отлично подходит для ремонта или добавления функций к существующим дорогостоящим деталям; возможность создания функционально градуированных материалов путем изменения исходного сырья в середине процесса.
• Минусы: Очень низкое разрешение и плохая чистота поверхности, почти всегда требующие значительной постобработки; высокие капитальные затраты на оборудование; управление процессом может быть сложным.
• Лучшие приложения: At RMМы признаем возможности DED в таких важных приложениях, как ремонт изношенных лопаток турбин для аэрокосмической промышленности, добавляя индивидуальные особенности для больших металлических изделий поковки и изготовление крупногабаритных конструктивных элементов для обороны и морского применения.

7. Ламинирование листов (SHL): нишевая технология слоев

Ламинирование листов — один из старейших и наименее распространённых видов АП. Это семейство процессов, позволяющих создавать объекты путём укладки, склеивания и резки тонких листов материала. Несмотря на узкоспециализированные области применения, его ограничения по геометрии и свойства материала означают он не нашел широкого применения в функциональных деталях.

Основная концепция: укладка и резка листов

Процесс начинается с рулона или листа материала (бумаги, пластика или металлической фольги). Этот лист помещается на платформу и приклеивается к нижнему слою с помощью клея или, в более продвинутых системах, с помощью ультразвуковой энергии. После приклеивания лазер или физическое лезвие режет контур детали для данного слоя. Отходы остаются на месте, служа опорной конструкцией. Затем платформа опускается, подается и приклеивается новый лист, и процесс повторяется. После завершения сборки деталь помещается в блок ламинированного, нарезанного кубиками материала и должна быть извлечена.

Современная, более продвинутая форма - это Ультразвуковое аддитивное производство (UAM), которая использует ультразвуковые колебания для создания твердотельной металлургической связи между слоями металлической фольги без значительного нагрева. Этот низкотемпературный процесс позволяет встраивать электронику и датчики непосредственно в цельные металлические детали.

Материалы, плюсы, минусы и применение

• Материалы по теме: Бумага, пластик и металлическая фольга (алюминий, медь, титан).
• Плюсы: Очень быстро для больших, громоздких объектов; низкая стоимость материала (для систем на бумажной основе); UAM может встраивать электронику и соединять разнородные металлы.
• Минусы: Очень расточительный процесс; ограниченная геометрическая сложность (нет внутренних пустот); готовые детали могут быть склонны к расслоению; плохое качество поверхности.
• Лучшие приложения: Ранние недорогие концептуальные модели (особенно на бумаге); создание деталей со встроенными датчиками или электроникой (UAM); производство специальных металломатричных композитов.

Делаем выбор: обзор технологий 7 утра

Выбор правильной добавки производственный процесс является критически важным инженерным Решение, которое полностью зависит от требований вашей задачи к скорости, стоимости, свойствам материала и сложности геометрии. Как мы уже видели, не существует единственно «лучшего» метода — есть только подходящий инструмент для конкретной задачи.

Авторы из команды RM (Быстрое производство) Мы каждый день сталкиваемся с этими компромиссами, помогая нашим клиентам найти оптимальное решение. Чтобы упростить вам выбор, предлагаем вашему вниманию обзор семи официальных технологий:

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Сколько существует видов аддитивного производства?

Согласно официальному стандарту ISO/ASTM 52900, существует семь рук типы или семейства аддитивного производства Процессы. Хотя существуют десятки различных марок оборудования и зарегистрированных наименований процессов (например, FDM®, SLA®, DMLS®), все они попадают в одну из семи основных категорий, основанных на их фундаментальном принципе работы.

В2: В чем разница между аддитивным производством и 3D-печатью?

На практике термины «аддитивное производство» и «3D-печать» используются как взаимозаменяемые. «3D-печать» — более популярный и широко понимаемый термин, особенно в потребительском контексте. «Аддитивное производство» — более формальный, промышленный термин, подчёркивающий использование технологии в профессиональной производственной среде, отличающий её от традиционного «субтрактивного» производства (например, CNC-обработка) или «формирующее» производство (например, литье под давлением).

В3: Каковы 8 этапов типичного технологического процесса аддитивного производства?

Хотя каждая из семи технологий имеет свои нюансы, общий рабочий процесс от идеи до детали можно разбить на восемь ключевых этапов:

1. 3D-моделирование (САПР): Создайте цифровой 3D-дизайн с помощью программного обеспечения САПР.
2. Экспорт файла (STL/3MF): Конвертируйте модель CAD в пригодный для печати формат файла, например STL или 3MF.
3. Нарезка: Используйте программное обеспечение для цифровой нарезки модели на тонкие горизонтальные слои и создайте Инструкции G-кода для машины.
4. Настройка машины: подготовка к аддитивному производству машину, загрузив материал, очистив платформу для сборки и выполнив калибровки.
5. Процесс сборки: Машина собирает деталь слой за слоем, это автоматизированный процесс, который может занять несколько часов или даже дней.
6. Удаление детали: Осторожно извлеките готовую деталь (детали) из машины. Для этого можно дать камере остыть или отсоединить деталь от платформы.
7. Постобработка: Это важный этап, который включает удаление подложки, очистку (например, удаление излишков порошка) и отверждение (например, УФ-отверждение для смол).
8. Отделка/инспекция (необязательно): Деталь может пройти дополнительные этапы, такие как шлифовка, полировка, покраска или термическая обработка, после чего следует проверка качества для подтверждения ее соответствия спецификациям.

Референсы

1. ISO/ASTM International. (2021). ISO/ASTM 52900:2021: Аддитивное производство. Общие принципы. Основные понятия и словарь. https://www.astm.org/standards/iso-astm52900
2. Гибсон, И., Розен, Д.У., и Стакер, Б. (2015). Технологии аддитивного производства: 3D-печать, быстрое прототипирование и прямое цифровое производство (2-е изд.). Springer. https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4939-2113-3
3. Wohlers Associates. (2023). Отчет Wohlers 2023: Аддитивное производство и состояние 3D-печати в отрасли. https://wohlersassociates.com/product/2023-wohlers-report/

Условия использования

Информация на этой странице предназначена только для информационных целей. RM Компания не предоставляет никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности или полноты данной информации. Для любых услуг третьих лиц, приобретённых через RM сеть, покупатель несет ответственность за указание и подтверждение параметров производительности, допусков, материалыи качество работы в процессе составления сметы. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.o Свяжитесь с нами.

RM: Ваш партнер в области точного производства

RM является лидером отрасли в индивидуальные производственные решения. Обладая более чем 20-летним богатым опытом, мы стали надежным партнером для более чем 5,000 клиентов по всему миру. Мы специализируемся на широком спектре производственных услуг, включая высокоточную обработку. CNC-обработка, изготовление листового металла, 3D печать, литье под давлением и металлическое тиснение— чтобы предоставить вам истинную опыт комплексного обслуживания.

Наше предприятие мирового класса оснащено более чем 100 современными Обработка по оси 5 центры и работают в строгом соответствии с ISO 9001:2015 Система контроля качестваМы стремимся предоставлять решения, сочетающие в себе скорость, эффективность и исключительное качество, клиентам в более чем 150 странах. Быстрое прототипирование до крупномасштабного производства мы гарантируем доставку в течение 24 часов, помогая вам получить конкурентное преимущество на рынке. Выбор РМ означает выбор эффективного, надежного и профессионального производственного партнера.

Ознакомьтесь с нашими возможностями уже сегодня, посетив наш веб-сайт: www.rapmaf.com