Tehnologii de printare 3D

Tehnologii de printare 3D

Industria imprimarii 3D a cunoscut o crestere in ultimii ani, inmultindu-se astfel si modalitile prin care un obiect poate fi creat. Există mai multe moduri în care toate materialele consumabile sunt transformate în produse finale. Unele metode topesc sau înmoaie materialul pentru a produce nivele, cum ar fi tehnologia FDM și SLS, acestea fiind și cele mai comune tehnologii în industria printării 3D. Mai jos vor fi detaliate cele mai comune tehnologii folosite în printarea 3D.

FDM – Fused Deposition Modeling – Modelare prin Extrudare Termoplastica

Tehnologia de prototipare rapidă FDM (Fused Deposition Modeling), în traducere Modelare prin Extrudare Termoplastica (depunere de material topit) este cea mai utilizată tehnologie de fabricare aditivată datorită simplității și a accesibilității acesteia. Este utiliza în modelare, prototipare dar și în aplicații de producție. Alte denumiri utilizate sunt: MEM (Melting Extrusion Modeling), extrudare termoplastică TPE (Thermoplastic Extrusion), FFF (Fused Filament Fabrication).

Cu ajutorul unei aplicații software dedicate, modelul 3D dorit este feliat inițial în sectiuni transversale numite straturi (layere). Tehnologia de printare constă in trecerea unui filament din material plastic printr-un extrudor ce îl incălzește până la punctul de topire, aplicându-l apoi uniform (prin extrudare) strat peste strat, cu mare acuratețe pentru a printa fizic modelul 3D conform fișierului CAD.

Capul (extrudorul) este incalzit pentru a topi filamentul plastic, deplasându-se atât pe orizontală cât și pe verticală sub coordonarea unui mecanism de comandă numerică, controlat direct de aplicația CAM a imprimantei. În deplasare, capul depune un șir subțire de plastic extrudat care la răcire se intărește imediat, lipindu-se de stratul precedent pentru a forma modelul 3D dorit.

SLA – Stereolithography – Stereolitografie

Stereolitografia (SLA sau SL) este o tehnologie de prototipare rapidă utilizată la scară largă în mediul industrial pentru realizarea matrițelor, modelelor și chiar a componentelor funcționale. Cunoscută și sub numele de foto-solidificare sau fabricare optică stereolitografia implică utilizarea unui fascicul laser cu lumină ultravioletă pentru solidificarea unei rășini fotopolimerice lichide aflata în cuva de construcție a imprimantei. Sub acțiunea luminii laser ultraviolete această rășină curabilă (sensibilă la lumina ultravioletă) se solidifică în straturi succesive obținându-se astfel modelul solid 3D.

Modelul 3D dorit este feliat inițial în secțiuni transversale pe care fasciculul laser o trasează pe suprafața rășinei lichide. Expunerea la lumina laser ultravioletă solidifică modelul trasat pe rășina lichidă rezultând un strat solid construit (printat 3D) care se adaugă la stratul precedent construit.

După finalizarea construcției, modelul 3D obținut este imersat într-o baie chimică separată, pentru îndepărtarea excesului de rășina după care este tratat într-un cuptor cu radiații ultraviolete pentru întărirea finală.

DLP – Digital-Light Processing – Expunerea digitală a luminii

Tehnologia de printare DLP (Digital Light Processing) reprezintă un proces de fabricare aditivă bazat pe utilizarea luminii UV pentru solidificarea unor rășini polimerice lichide. Dezvoltată de Texas Instruments, tehnologia DLP are ca element principal cipul DMD (Digital Micromirror Device) – o matrice de micro-oglinzi folosite pentru modularea spatiala rapidă a luminii.

Inițial, modelul 3D CAD este convertit de aplicatia software a printerului 3D în secțiuni transversale (felii) ale obiectului, apoi infomatiile sunt trimise catre imprimantă și cipul DMD.

Pentru fiecare secțiune transversală a modelului 3D CAD, lumina UV emisă de un proiector este modulată și proiectată prin intermediul cipului pe suprafața rășinii polimerice aflate în cuva de construcție. Fiecare micro-oglindă individuală a cipului DMD proiectează pixeli din secțiunea transversală a modelului 3D. Sub acțiunea luminii UV, rășina lichidă fotoreactivă (sensibilă la lumina ultravioletă) se solidifică în straturi succesive.

Deoarece întreaga secțiune transversală este proiectată într-o singură expunere, viteza de construcție a unui layer (secțiune) este constantă indiferent de complexitatea geometriei. Indiferent că se printeaza o piesa simplă sau simultan 10 piese complexe, viteza de printare ramane constantă.

Createbot_DLP_Digital_Printer_Digital_DLP_Printer_3D_Printing_Machine-1889713277_5_89

SLS – Selective Laser Sintering – Sinterizare Laser Selectiva

Tehnologia de prototipare rapidă SLS (Selective Laser Sintering), tradusă prin Sinterizare Laser Selectivă, a fost patentată la sfarșitul anilor 1980 și este apropiată de SLA. Pe lângă denumirea SLS se folosește pe scară largă și denumirea generică LS (Laser Sintering), sau Sinterizare Laser.

Tehnologia SLS implică folosirea unui fascicul laser de mare putere (ex. un laser CO2) pentru topirea (sinterizarea) unor pulberi în straturi succesive obținându-se astfel modelul 3D dorit.

Modelul 3D dorit este convertit inițial în secțiuni transversale (felii) ale obiectului și trimise apoi printerului. Pe baza informațiilor primite, fasciculul mobil al laserului topește (sinterizeaza) selectiv stratul de pulbere aflat pe platforma de construcție din interiorul cuvei, conform fiecărei secțiuni transversale.

După finalizarea secțiunii, platforma pe care sunt construite modelele 3D este coborâtă înăuntrul cuvei cât să poată fi realizată urmatoarea secțiune transversală. Se aplică un nou strat de pulbere care este apoi uniformizată după care procesul se repetă pâna la finalizarea întregului model 3D conform fișierului CAD.

sls

Share this post

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *