Krivilev M.D., Kharanževskis E.V., Ankudinovas V.E., Gordejevas G.A. // Žurnalų vadyba didelės sistemos: darbų rinkinys, leidimo Nr. 31 / 2010, UDC 62.1 + 53.043, BBK 34.5

Nagrinėjama itin smulkių metalo miltelių, pasižyminčių netolygiu šilumos perdavimu poringoje terpėje, kartu vykstant fazinėms transformacijoms, lazerinio sukepinimo režimų optimizavimo problema. Remiantis porėtos terpės perdavimo mechanizmų ir geometrinių charakteristikų analize, buvo apskaičiuoti miltelių šildymo/aušinimo greičiai ir sukepinimo gylis įvairiais apdorojimo režimais. Skaitmeniniu modeliavimu nustatyta, kad pagrindiniai sistemos valdymo parametrai yra pluošto skenavimo greitis ir lazerio spinduliuotės prasiskverbimo koeficientas, kuris priklauso nuo miltelių sluoksnio poringumo ir struktūros. Šilumos perdavimo mechanizmas, kai poringumas viršija 70

APRAŠYMAS ANGLŲ KALBoje:

Lazerinio sukepinimo metalo milteliuose kontrolė

Krivilev M.D., Haranževskis Jevgenijus, Gordejevas Georgijus, Ankudinovas Vladimiras, Udmurtijos valstybinis universitetas

Tiriamas submikroninių metalo miltelių sukepinimo lazeriu optimizavimas, susijęs su netolygiu šilumos perdavimu poringame sluoksnyje, tuo pačiu metu vykstant fazių transformacijai. Valgymo / vėsinimo greitis ir Sukepinto sluoksnio gylis įvertinamas atlikus metalo miltelių geometrinių charakteristikų analizę. Kompiuterinis modeliavimas atskleidė, kad proceso valdymo parametrai yra skenavimo greitis ir pralaidumo koeficientas, kuris priklauso nuo miltelių sluoksnio poringumo ir struktūros. Esant dideliam poringumui >70

Įvadas
Miltelinių medžiagų sukepinimas lazeriu pagrįstas aktyviai plėtojamu selektyvaus lazerinio sukepinimo metodu
(selektyvus lazerinis sukepinimas – SLS), kai termiškai apdorojamas skirtingų lydymosi taškų medžiagų mišinys. Dėl to susintetinama sudėtingos struktūros medžiaga, kurioje keramikos ir metalo dalelės yra sujungtos per matricą ant organinis pagrindas, ir tampa įmanoma greitai sukurti dalių prototipus iš beveik bet kokios medžiagos. Technologijos lankstumas pasiekiamas tiesiogiai kompiuteriu valdant procesą ir, skirtingai nei tradiciniais metodais Gaminant detales, kur reikalingas apdirbimas, trimatės detalės gaminamos tiesiogiai sluoksnį po sluoksnio kepant miltelius. Aparatūra, gaminami SLS metodu, naudojami smulkioje gamyboje, pavyzdžiui, liejimo formų gamybai, įskaitant liejimą įpurškimui. Nepaisant to, kad SLS technologija užtikrina gerą detalių matmenų tikslumą ir pakartojamą gamybą, jos naudojimą riboja smarkiai sumažėjusios detalių mechaninės ir tribologinės savybės. Be to, tirpstant miltelių dalelėms (dažniausiai naudojami milteliai, kurių vidutinis dalelių dydis yra 5 mikronai) ir veikiant termokapiliarinėms jėgoms, medžiagoje susidaro iki 100 mikronų dydžio poros ir ertmės, o tai yra defektas, kuris riboja dalių naudojimą.
Bendras SLS technologijų bruožas – mažas šiluminės energijos sąnaudos. Dažniausiai šiuose procesuose naudojamas nuolatinis lazerio generavimo režimas.
Supratus mechanizmus, kurie valdo struktūros formavimosi procesus apdorojant lazeriu, natūraliai kyla mintis modernizuoti SLS technologijų šeimą, keičiant medžiagų lazerinio apdorojimo energijos režimus, ženkliai didinant kristalizacijos greitį. Didelė ultradispersinių medžiagų apdorojimo lazeriu sparta vieta leidžia išvengti tradicinėms SLS technologijoms būdingų trūkumų (šiluminiai įtempiai, didelės poros, paviršiaus nelygumai ir dideli mechaninio apdirbimo leistinai), suformuoti ir fiksuoti metastabilią struktūrinę būseną. Unikalus mechaninės savybės.
Miltelių sukepinimas lazeriu yra pasikartojantis procesas, kurį sudaro keli etapai: (a)
užtepti miltelių sluoksnį ir išlyginti jį voleliu; b) miltelių sluoksnio apdorojimas (nuskaitymas) lazeriu, visiškai prasiskverbiant mažai tirpstantį miltelių mišinio komponentą; c) nuvalyti gautą sluoksnį; d) pastumkite lentelę su mėginiu žemyn vieno sluoksnio storiu; e) viso proceso kartojimas, t.y. kito miltelių sluoksnio uždėjimas, lazerinis skenavimas ir kt. Apdorojimas atliekamas kameroje, prapūstoje inertinėmis dujomis ir valdomoje kompiuteriu, kad būtų gauta nurodyta detalės 3D geometrija.
Gautų dangų paviršius yra sudėtinga nanostruktūrinė būsena, kuriai būdingos metastabilios fazės. Struktūros bruožas – skirtingų dydžių sujungtų porų sistema: nuo nano dydžio porų iki kelių mikrometrų dydžio porų. Šios išvados padarytos remiantis kelių tyrimo metodų palyginimo rezultatais: Auger spektroskopija, rentgeno difrakcija, skenuojanti elektroninė mikroskopija. Darbe pateikti struktūrinių tyrimų rezultatai ir parodo sukepintų sluoksnių struktūrinių parametrų kompleksinę priklausomybę nuo lazerio spinduliavimo režimų.

Selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS)

Šis metodas pasirodė maždaug tuo pačiu metu kaip ir SLA ir netgi turi daug bendro su juo, tik vietoj skysčio naudojami milteliai, kurių dalelių skersmuo yra 50-100 mikronų, paskirstytas plonais vienodais sluoksniais horizontalioje plokštumoje ir tada lazerio spindulys sukepina vietas, kurios turi būti kietinamos šiame modelio sluoksnyje.

Pradinės medžiagos gali būti labai įvairios: metalas, plastikas, keramika, stiklas, liejyklų vaškas. Milteliai užtepami ir išlyginami ant darbo stalo paviršiaus specialiu voleliu, kuris važiuojant atbuline eiga pašalina pudros perteklių. Tada veikia galingas lazeris, sukepinant daleles tarpusavyje ir su ankstesniu sluoksniu, po to stalas nuleidžiamas vieno sluoksnio aukščiu. Norint sumažinti sukepinimui reikalingą lazerio galią, darbo kameroje esantys milteliai įkaitinami beveik iki lydymosi temperatūros, o pats lazeris veikia impulsiniu režimu, nes sukepinant yra svarbesnė didžiausia galia nei ekspozicijos trukmė.

Dalelės gali visiškai arba iš dalies ištirpti (išilgai paviršiaus). Nekepti milteliai, likę aplink sukietėjusius sluoksnius, tarnauja kaip atrama kuriant išsikišusius modelio elementus, todėl nereikia formuoti specialių atraminių konstrukcijų. Tačiau proceso pabaigoje šie milteliai turi būti pašalinti ir iš kameros, ypač jei kitas modelis bus kuriamas iš kitos medžiagos, ir iš jau pagaminto modelio ertmių, o tai galima padaryti tik jam visiškai išdžiūvus. atvėsęs.

Dažnai reikalinga apdaila, pvz., poliravimas, nes paviršius gali būti grubus arba matomas laminavimas. Be to, medžiaga gali būti naudojama ne tik gryna, bet ir mišinyje su polimeru arba polimeru padengtų dalelių pavidalu, kurių likučius reikia pašalinti deginant specialioje krosnyje. Metalams susidariusios tuštumos tuo pačiu metu užpildomos bronza.

Nes mes kalbame apie apie aukštą sukepinimo temperatūrą, procesas vyksta azoto aplinkoje su mažu deguonies kiekiu. Dirbant su metalais, tai taip pat apsaugo nuo oksidacijos.

Serijinės gamybos SLS agregatai leidžia dirbti su gana dideliais objektais, iki 55×55×75 cm.

Pačių įrenginių matmenys ir svoris, taip pat SLA yra gana įspūdingi. Taigi, nuotraukoje pavaizduotas Formiga P100 įrenginys su gana kukliais gaminamų modelių išmatavimais (darbo plotas 20×25×33 cm), turi 1,32×1,07×2,2 m matmenis, sveria 600 kg, ir tai daro. neatsižvelgiama į tokias galimybes kaip miltelių maišymo ir valymo bei filtravimo sistemos. Be to, P100 gali dirbti tik su plastikais (poliamidu, polistirenu).

Technologijų parinktys yra šios:

a. Selektyvus lazerio lydymas (SLM), kuris naudojamas darbui gryni metalai be polimerinių priemaišų ir leidžia kurti baigtas pavyzdys viename etape.

b. Elektronų pluošto lydymas (EBM) vietoj lazerio naudojant elektronų pluoštą; ši technologija reikalauja darbo vakuuminėje kameroje, bet netgi leidžia naudoti metalus, tokius kaip titanas.

Yra ir tokių pavadinimų kaip Tiesioginis metalo gamyba (DMF), ir Tiesioginė gamyba.

3D Systems pagamintas SPRO 250 Direct Metal spausdintuvas, kuris, kaip rodo pavadinimas, gali dirbti su metalais naudojant SLM technologiją, kurio darbinė kamera yra 25×24×32 cm, yra 1,7×0,8×2 metro dydžio ir a. svoris 1225 kg. Nurodytas greitis yra nuo 5 iki 20 kubinių centimetrų per valandą, ir galime daryti išvadą, kad stiklo tūrio modeliui pagaminti prireiks mažiausiai 10 valandų.

• · platus tinkamų naudoti medžiagų asortimentas;
• · leidžia kurti labai sudėtingus modelius;
• · greitis yra vidutiniškai didesnis nei SLA, o vertikaliai gali siekti 30-40 mm per valandą;
• · gali būti naudojamas ne tik prototipų kūrimui, bet ir nedidelės apimties gamybai, įsk. papuošalai;

• · reikalingas galingas lazeris ir sandari kamera, kurioje sukuriama aplinka su mažu deguonies kiekiu;
• · mažesnė maksimali skiriamoji geba nei SLA: minimalus storis sluoksnis 0,1-0,15 mm (priklausomai nuo medžiagos, gali būti šiek tiek mažesnis nei 0,1 mm); horizontaliai, kaip ir SLA, tikslumą lemia lazerio spindulio fokusavimas;
• · užtrunka ilgai paruošiamasis etapas sušildyti miltelius, o tada reikia palaukti, kol gautas mėginys atvės, kad būtų galima pašalinti likusius miltelius;
• · Daugeliu atvejų reikalinga apdaila.

SLS įrenginių kaina yra net didesnė nei SLA ir gali siekti milijonus dolerių. Tačiau pastebime, kad 2014 metų vasarį SLS technologijos patentai pasibaigė, todėl visai galima prognozuoti tokią įrangą siūlančių įmonių skaičiaus augimą ir atitinkamai pastebimą kainų mažėjimą. Tačiau vargu ar artimiausiais metais kainos taip smarkiai nukris, kad SLS spausdinimas taps prieinamas net ir smulkiam verslui, jau nekalbant apie privačius entuziastus.

Dėl didelės medžiagų įvairovės orientacinių kainų nepateikiame.

SLS technologija(Selective Laser Sintering) - selektyvus lazerinis sukepinimas yra viena iš bet kokios geometrijos gaminių iš miltelių pavidalo medžiagų gamybos technologijų. Ši technologija, kaip ir kiti panašūs metodai, pradėjo kurtis praėjusio amžiaus 70-aisiais.

Taigi, prancūzas 1971 m Pierre'as Ciro(Pierre Ciraud) pateikė patentinę paraišką, kurioje aprašomas gaminių iš miltelių medžiagos gamybos būdas, pagrįstas miltelių kietėjimu ir surišimu, veikiant sutelktam energijos pluoštui.

Pateikta technologija mažai siejasi su bet kuria iš šių dienų komercinių priedų technologijų, tačiau tai buvo vėlesnių lazerinių medžiagų apdorojimo technologijų raidos pirmtakas.

O 1979 metais išradėjas pavadino Ross Householder(Ross F. Housholder) pateikė patentinę paraišką, kurioje aprašo sistemą ir metodą trimačio gaminio sluoksniams sukurti, panašiai kaip ateities lazerinio sukepinimo technologijos. Tačiau dėl tuo metu itin didelių lazerių kainos Householder savo metodą galėjo išbandyti tik iš dalies.

Komerciniu požiūriu sėkmingą selektyvaus lazerinio sukepinimo technologiją sukūrė ir užpatentavo Teksaso universiteto Ostine studentas. Karlas Dekardas ir jo vadovas mechanikos inžinerijos profesorius Joe Beaman devintojo dešimtmečio viduryje, remiant DARPA (Defense Advanced Defense Agency) mokslinių tyrimų projektai) ir NSF agentūra (nepriklausoma JAV vyriausybės agentūra, atsakinga už mokslo ir technologijų plėtrą).

Technologijos esmė buvo metodo taikymas trimačio objekto gamyba iš metalo miltelių, veikiant lazerio spinduliu, kai miltelių dalelės kaitinamos tik tol, kol išsilydo išorinis sluoksnis, pakanka jų surišimui. Procesas turi būti atliekamas sandariame inde, užpildytame inertinėmis dujomis, kad būtų išvengta miltelių užsiliepsnojimo ir nuodingų dujų, išsiskiriančių kietojo kūno sintezės metu, nuotėkio.

Tavo žiniai: terminas "sukepinimas" reiškia procesą, kurio metu objektai sukuriami iš miltelių naudojant atominės difuzijos mechanizmą. Atomų difuzija vyksta bet kurioje medžiagoje esant aukštesnei nei absoliutaus nulio temperatūrai, tačiau aukštesnėje temperatūroje procesas vyksta daug greičiau, todėl sukepinimas atsiranda kaitinant miltelius pakankamai aukštoje temperatūroje. Kadangi pirmieji įrenginiai 3D gaminiams gaminti naudojo ABS plastiko miltelius, terminas „sukepinimas“ techniškai tiksliausiai atspindėjo vykstančius procesus. Tačiau kai augalai pradėjo naudoti kristalines ir pusiau kristalines medžiagas, tokias kaip nailonas ir metalai, kurie teka statybos proceso metu, pavadinimas „selektyvus lazerinis sukepinimas“ įsitvirtino ir išliko, nors ir tapo klaidingu pavadinimu.

SLS technologija naudoja kelių komponentų miltelius arba miltelių mišinius iš skirtingų cheminių medžiagų, priešingai nei DMLS technologija (), kur daugiausia naudojami vieno komponento milteliai.

Pirmajame prietaiso prototipe nebuvo įmanoma gauti gatavo produkto, nes buvo naudojamas tik 2 vatų galios lazeris. Dar kartą patikrinęs matematinius skaičiavimus, Karlas Deckardas išsiaiškino, kad perkeldamas fizikinę konstantą iš vieno puslapio į kitą padarė beveik 3 dydžių klaidą. Po to lazeris buvo pakeistas galingesniu – 100 W kietojo kūno lazeriu, kuriame kaip aktyvioji terpė naudojamas itrio aliuminio granatas. Vėliau pradėti naudoti anglies dvideginio lazeriai.

1986 m. pabaigoje Deckard kartu su dekanu daktaru Paulu F. McClure'u ir verslininku Haroldu Blairu įkūrė įmonę Nova Automation, kuri 1989 m. vasarį buvo pervadinta į DTM Corp.

Pirmieji DTM korporacijos sukurti įrenginiai vadinosi Mod A ir Mod B, o pirmoji 4 vienetų partija buvo išleista pavadinimu 125S. 2001 m. DTM korporaciją įsigijo 3D Systems, kuri sukūrė konkuruojančią technologiją - .

3D Systems buvo ir išlieka viena iš priedų gamybos lyderių, o teisių į selektyvaus lazerinio sukepinimo technologiją gavimas yra svarbus etapas plėtojant priedų technologijų komercinį pritaikymą. Šiuo metu 3D Systems yra viena iš 3D spausdinimo rinkos lyderių kartu su tokiomis įmonėmis kaip EOS GmbH ir Stratasys Inc.

1997 m. EOS pardavusi SLA įrangos verslą bendrovei 3D Systems, daugiausia dėmesio skyrė įrangos kūrimui naudojant SLM (selektyvaus lazerio lydymo) technologiją.

Medžiagos:

• metalo milteliai,
• plastikiniai milteliai,
• nailonas (grynas, užpildytas stiklu arba su kitais užpildais),
• keramika,
• stiklas (kvarcinis smėlis).

Pagrindinės programos:

• Gatavi gaminiai spausdinami atskirai arba mažomis partijomis
• Mašinų ir mechanizmų dalių ir dalių prototipai
• Gamybos įrankiai
• Formos

Pramonės šakosProgramos:

• Aviacijos ir kosmoso pramonė (titano purkštukų ir turbinų menčių gamyba)
• Automobilių ir mechanikos inžinerija
• Naftos pramonė
• Energija
• Medicina (klausos aparatai, odontologija)

Susisiekus su

Klasės draugai

3D spausdinimas- tai kartotinių operacijų, susijusių su trimačių modelių kūrimu, atlikimas, naudojant ploną eksploatacinių medžiagų sluoksnį ant įrenginio darbalaukio, darbalaukį perkeliant žemyn iki suformuoto sluoksnio aukščio ir pašalinant atliekas iš darbalaukio paviršiaus. Spausdinimo ciklai nuolat seka vienas kitą: užtepamas ankstesnis medžiagų sluoksnis sekantis sluoksnis, stalas vėl nuleidžiamas ir tai kartojama tol, kol Liftas(tai yra darbalaukio, kuriame yra 3D spausdintuvas, pavadinimas) nepasirodys baigtas modelis.

Yra keletas 3D spausdinimo technologijų, kurios viena nuo kitos skiriasi prototipų kūrimo medžiagos rūšimi ir jos taikymo būdais. Šiuo metu plačiausiai paplitusios 3D spausdinimo technologijos: stereolitografija, miltelinių medžiagų sukepinimas lazeriu, rašalinio modeliavimo technologija, sluoksnis po sluoksnio spausdinimas išlydytu polimeriniu siūlu, miltelinio klijavimo technologija, lakštinių medžiagų laminavimas ir UV spinduliavimas per fotokaukę. Leiskite mums išsamiau apibūdinti išvardytas technologijas.

Stereolitografija

Stereolitografija– dar žinomas kaip Stereo Lithography Apparatus arba sutrumpintai SLA, dėl mažos gatavų gaminių kainos tapo plačiausiai paplitęs tarp 3D spausdinimo technologijų.

SLA technologija susideda iš to: skenavimo sistema nukreipia lazerio spindulį į fotopolimerą, kurio įtakoje medžiaga sukietėja. Trapi ir kieta medžiaga naudojama kaip fotopolimeras. permatoma medžiaga, kuris deformuojasi veikiamas atmosferos drėgmės. Medžiagą lengva klijuoti, apdoroti ir dažyti. Darbalaukis yra talpykloje su fotopolimero kompozicija. Praleidus lazerio spindulį ir sukietėjus kitą sluoksnį, jo darbinis paviršius pasislenka žemyn 0,025–0,3 mm.

SLA technologija

SLA spausdinimo įrangą gamina F&S Stereolithographietechnik GmbH, 3DSystem, taip pat Rusijos mokslų akademijos Lazerinių ir informacinių technologijų institutas.

Žemiau pateikiamos šachmatų figūrėlės, sukurtos SLA spausdinimo metodu.

Šachmatininkai, sukurta SLA spausdinimo metodu

Miltelinių medžiagų sukepinimas lazeriu

Miltelinių medžiagų sukepinimas lazeriu– dar žinomas kaip selektyvus lazerinis sukepinimas arba tiesiog SLS yra vienintelė 3D spausdinimo technologija, kurią naudojant galima gaminti metalines formas metalo ir plastiko liejimui. Plastikiniai prototipai pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, dėl kurių jie gali būti naudojami pilnai funkcionalių gaminių gamybai.

SLS spausdinimui naudojamos medžiagos, savo savybėmis panašios į konstrukcines rūšis: metalas, keramika, miltelinis plastikas. Miltelinės medžiagos užtepamos ant darbastalio paviršiaus ir lazerio spinduliu iškepamos į vientisą sluoksnį, atitinkantį 3D modelio skerspjūvį ir lemiantį jo geometriją.

SLS technologija

SLS spausdinimo įrangą gamina šios gamyklos: 3D Systems, F& S Stereolithographietechnik GmbH, The ExOne Company / Prometal, EOS GmbH.

Nuotraukoje pavaizduotas skulptūrinis modelis „Keep it Up“, pagamintas naudojant SLS spausdinimą.

Skulptūrinis modelis „Keep it up“, pagamintas naudojant SLS spaudą, Luca Ionescu

Sluoksnis po sluoksnio spausdinimas išlydytu polimeriniu siūlu

Sluoksnis po sluoksnio spausdinimas išlydytu polimeriniu siūlu– taip pat žinomas kaip Fused Deposition Modeling arba tiesiog FDM, naudojamas norint gauti atskirus produktus, kurie yra artimi jų savybėms funkcionalumą serijiniams gaminiams, taip pat pamestų vaško formų, skirtų metalo liejimui, gamybai.

FDM spausdinimo technologija yra tokia: ekstruzijos galvutė su kontroliuojama temperatūra įkaitina siūlus iš ABC plastiko, vaško ar polikarbonato iki pusiau skystos būsenos, o gautą termoplastinę modeliavimo medžiagą labai tiksliai tiekia plonais sluoksniais ant darbinis paviršius 3D spausdintuvas. Sluoksniai dedami vienas ant kito, sujungiami vienas su kitu ir sukietėja, palaipsniui formuojant gatavą gaminį.

FDM spausdinimo technologija

Šiuo metu 3D spausdintuvus su FDM spausdinimo technologija gamina Stratasys Inc.

Nuotraukoje parodytas modelis, atspausdintas 3D spausdintuvu naudojant FDM spausdinimo technologiją.

Modelis atspausdintas 3D spausdintuvu naudojant FDM spausdinimo technologiją

Rašalinio modeliavimo technologija

Modeliavimo technologija arba Ink Jet Modeling turi šiuos patentuotus potipius: 3D sistemos (Multi-Jet Modeling arba MJM), PolyJet (Objet Geometries arba PolyJet) ir Solidscape (Drop-On-Demand-Jet arba DODJet).

Išvardytos technologijos veikia tuo pačiu principu, tačiau kiekviena iš jų turi savo ypatybes. Spaudai naudojamos pagalbinės ir modeliuojančios medžiagos. Pagalbinės medžiagos dažniausiai yra vaškas, o modeliavimo medžiagos – įvairios medžiagos, savo savybėmis panašios į struktūrinius termoplastus. 3D spausdintuvo spausdinimo galvutė ant darbinio paviršiaus padengia atramines ir modeliuojančias medžiagas, po to jos fotopolimerizuojamos ir mechaniškai išlyginamos.

Rašalinio modeliavimo technologija leidžia gauti spalvotus ir skaidrius modelius, pasižyminčius skirtingomis mechaninėmis savybėmis, tai gali būti tiek minkšti, kaip guma, tiek kieti, į plastiką panašūs gaminiai.

Rašalinio modeliavimo technologija

Spausdintuvus 3D spausdinimui naudojant rašalinio modeliavimo technologiją gamina šios įmonės: Solidscape Inc, Objet Geometries Ltd, 3D Systems.

Miltelinio klijavimo technologija

– dar žinomas kaip rišamieji milteliai klijais leidžia ne tik kurti erdvinius modelius, bet ir juos nudažyti.

Spausdintuvuose su surišimo milteliais adhezyvine technologija naudojamos dviejų tipų medžiagos: krakmolo-celiuliozės milteliai, iš kurių formuojamas modelis, ir skysti klijai ant vandens pagrindu miltelių sluoksnių dydis. Klijai gaunami iš 3D spausdintuvo spausdinimo galvutės, sujungiančios miltelių daleles ir suformuojant modelio kontūrus. Baigus spausdinti miltelių perteklius pašalinamas. Kad modelis suteiktų papildomo tvirtumo, jo tuštumos užpildomos skystu vašku.

Miltelinio klijavimo technologija

Legenda:

1-2 – taikomas volelis plonas sluoksnis milteliai ant darbinio paviršiaus; 3 – rašalinė spausdinimo galvutė spausdina rišamojo skysčio lašeliais ant miltelių sluoksnio, lokaliai stiprinančią kietosios dalies dalį; 4 – 1-3 procesas kartojamas kiekvienam sluoksniui, kol bus paruoštas modelis, pašalinami likę milteliai

Šiuo metu 3D spausdintuvus su miltelinio klijavimo technologija gamina Z Corporation.

Lakštinių medžiagų laminavimas

Lakštinių medžiagų laminavimas– dar žinomas kaip laminuotų objektų gamyba arba LOM, apima 3D modelių gamybą iš popieriaus lapai naudojant laminavimą. Kito būsimo modelio sluoksnio kontūrai išpjaunami lazeriu ir nereikalingi apkarpymai supjaustyti mažais kvadratėliais, kurie vėliau išimami iš spausdintuvo. Struktūra Galutinis produktas panašus į medieną, bet bijo drėgmės.

Lakštinių medžiagų laminavimo technologija

Dar visai neseniai 3D spausdintuvus, skirtus lakštinėms medžiagoms laminuoti, gamino „Helisys Inc.“, tačiau dabar bendrovė tokios įrangos gamybą nustojo.

Objektas, atspausdintas 3D spausdintuvu naudojant lakštinės medžiagos laminavimo technologiją, parodytas žemiau esančioje nuotraukoje.

Modelis atspausdintas 3D spausdintuvu naudojant LOM technologiją

Ultravioletinis švitinimas per fotokaukę

Ultravioletinis švitinimas per fotokaukę– dar žinomas kaip Solid Ground Curing arba SGC, apima gatavų modelių kūrimą iš šviesai jautraus plastiko sluoksnių, užpuršktų ant darbinio paviršiaus. Užtepus ploną plastiko sluoksnį, jis apdorojamas ultravioletiniais spinduliais per specialią fotokaukę su kito skyriaus atvaizdu. Nepanaudota medžiaga pašalinama vakuumu, o likusi sukietėjusi medžiaga pakartotinai apšvitinama kieta ultravioletine šviesa. Gatavo produkto ertmės užpildytos išlydytu vašku, kuris palaiko šiuos sluoksnius. Prieš dengiant kitą šviesai jautraus plastiko sluoksnį, ankstesnis sluoksnis išlyginamas mechaniškai.

Susisiekus su

SLS (selektyvus lazerinis sukepinimas)

Darbinėje kameroje esanti miltelių pavidalo medžiaga įkaitinama iki artimos lydymosi temperatūrai, išlyginama, ant jos lazerio spinduliu nubrėžiamas reikiamas sluoksnio kontūras.

Sijos ir miltelių sąlyčio vietoje dalelės išsilydo ir sukepa tarpusavyje ir su ankstesniu sluoksniu. Tada platforma nuleidžiama iki vieno sluoksnio storio, į kamerą pilamas naujas miltelių sluoksnis, išlyginamas ir procesas kartojamas. Spausdinimo rezultatas – baigtas modelis porėtu, šiurkščiu paviršiumi.

Išėmus iš darbinės kameros metalo gaminiai dedami į specialią krosnį, kur perdega plastikas, o poros užpildomos mažai tirpstančia bronza.

Milteliai keramikos arba stiklo pagrindu taip pat leidžia gaminti modelius, pasižyminčius dideliu cheminiu ir šiluminiu atsparumu.

Metodą išrado studentų grupė, vadovaujama dr. Carlas Dekartas Ostino universitete, Teksase. Pirmą kartą jį 1989 metais užpatentavo DTM Corporation, kurią 3D Systems įsigijo 2001 metais.

Šiandien miltelių pavidalo medžiagų įvairovė yra tikrai didelė: plastiko, stiklo, nailono, keramikos ir metalo dalelės.

Kaip ir galima tikėtis, kiekviename tokios gamybos etape yra daug galimybių. Yra du kepimo algoritmai: vienu atveju išlydomos tik tos sritys, kurios atitinka perėjimo ribą, kitu – per visą modelio gylį. Be to, pats kepimas gali skirtis stiprumu, temperatūra ir trukme.

Svarbi selektyvaus lazerinio sukepinimo savybė- nereikia atraminių konstrukcijų, nes aplinkinių miltelių perteklius visame tūryje neleidžia modeliui sugriūti, kol nesugrius. galutinė forma Tikslinio objekto stiprumas dar neįgytas ar nepasiektas.

Finalinis etapas- baigiamasis gydymas. Pavyzdžiui, panardinimas į specialią krosnį, kad sudegintų technologinius polimerus, kurių reikia sukepinimo etape, jei buvo naudojami kompozitiniai metalo milteliai. Poliruojant taip pat galima pašalinti matomus perėjimus tarp sluoksnių. Technologijos ir medžiagos nuolat tobulinamos, o to dėka ir scena apdaila yra sumažintas iki minimumo.

Taikymo sritis 3D spausdinimas SLS metodu yra platus: detalės elektrinės, orlaivių gamyba, mechaninė inžinerija, astronautika. IN Pastaruoju metu technologijos pasiekė ir meno bei dizaino objektus.